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Arquitetura de Computadores

1. A educa o a dist ncia no nosso pa s de dimens es continentais e grande diversidade regional e cultural longe de distanciar aproxima as pessoas ao garantir acesso educa o de qualidade e promover o fortalecimento da forma o de jovens moradores de regi es distantes geograficamente ou economicamente dos grandes centros A Rede e Tec Brasil leva diversos cursos t cnicos a todas as regi es do pa s incentivando os estudantes a concluir o ensino m dio e realizar uma forma o e atualiza o cont nuas Os cursos s o ofertados pelas institui es de educa o profissional e o atendimento ao estudante realizado tanto nas sedes das institui es quanto em suas unidades remotas os polos Os parceiros da Rede e Tec Brasil acreditam em uma educa o profissional qualificada integradora do ensino m dio e educa o t cnica capaz de promover o cidad o com capacidades para produzir mas tamb m com autonomia diante das diferentes dimens es da realidade cultural social familiar esportiva pol tica e tica N s acreditamos em voc Desejamos sucesso na sua forma o profissional Minist rio da Educa o Janeiro de 2013 Nosso contato etecbrasil mec gov br e Tec Brasil 5 Indica o de cones Os cones s o elementos gr ficos utilizados para ampliar as formas de linguagem e facilitar a organiza o e a leitura hipertextual Aten o indica pontos de maior relev ncia no texto
2. Saiba mais oferece novas informa es que enriquecem o assunto ou curiosidades e not cias recentes relacionadas ao tema estudado Gloss rio indica a defini o de um termo palavra ou express o utilizada no texto M dias integradas sempre que se desejar que os estudantes desenvolvam atividades empregando diferentes m dias v deos filmes jornais ambiente AVEA e outras Atividades de aprendizagem apresenta atividades em diferentes n veis de aprendizagem para que o estudante possa realiz las e conferir o seu dom nio do tema estudado Tecnologia da Inform tica e Tec Brasil 6 e Tec Brasil 7 Sum rio Palavra do professor autor 9 Apresenta o da disciplina 11 Projeto instrucional 13 Aula 1 Introdu o arquitetura de computadores 15 1 1 Computador 15 1 2 O modelo de Von Neumann 18 1 3 O modelo de barramento do sistema 19 1 4 Sinal de clock 21 1 5 N veis das m quinas 21 1 6 Sistema de computador t pico 23 1 7 Tipos de computadores 24 1 8 Unidades m tricas nos sistemas computacionais 25 Aula 2 Processador 29 2 1 Componentes do processador 30 2 2 Implementa o da CPU 33 2 3 Evolu o dos processadores 35 2 4 Avalia o de desempenho 39 Aula 3 Mem ria 41 3 1 Tipos de mem ria 41 3 2 Mem ria ROM 42 3 3 Mem ria RAM 43 3 4 Encapsulamentos de mem ria 45 3 5 M dulos de mem ria 46 3 6 Hierarquia de mem ria 50 Aul
3. o exige menos hardware para sua implementa o pois um mesmo componente de hardware pode ser usado em diferentes est gios Quando um processador desenvolvido ele disponibiliza o conjunto de ins tru es linguagem que pode ser usado pelos programadores para escrever os programas De acordo com o tipo de instru o um processador pode ser STALLINGS 2010 a Complex Instruction Set Computer CISC esse tipo de processador possui um conjunto complexo de instru es e capaz de executar cente nas de instru es complexas diferentes Esses processadores se baseiam na microprograma o que um conjunto de c digos de instru es que s o gravados no processador Dessa forma ao receber a instru o de um programa o processador a executa utilizando as instru es contidas na sua microprograma o Cada instru o do programa corresponde a v rias instru es mais pr ximas do hardware contidas no microc digo do processador b Reduced Instruction Set Computer RISC esse tipo de processador disponibiliza um conjunto simples e pequeno reduzido de instru es que levam aproximadamente a mesma quantidade de tempo para se rem executadas Esses processadores n o t m microprograma o e cada instru o do programa executada diretamente pelo hardware Como essa arquitetura n o tem microc digo ela apresenta um baixo n vel de complexidade Apesar dos fabricantes ainda venderem seus chips como sendo proc
4. o precisa ser impressa um laser modela a imagem da informa o no tambor deixando o com carga positiva nesse local O cilindro recebe um material em p muito fino e com carga negativa chamado toner Como o toner possui carga negativa ele atra do pelos pontos de carga positiva que formam a informa o que ser impressa SILVA DATA PAULA 2009 Apesar de a maioria das impressoras a laser trabalhar apenas com a cor preta poss vel adquirir impressoras que trabalham com cores impress o colorida Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 102 7 4 4 Impressora t rmica A impressora t rmica imprime informa es aquecendo o papel t rmico O aquecimento feito quando a cabe a de impress o passa sobre o papel Os locais do papel que s o aquecidos tornam se escuros produzindo a ima gem das informa es Esse tipo de impressora tamb m pode ser bicolor imprimindo em preto e numa cor adicional Isso poss vel porque ela aplica calor em duas temperaturas diferentes 7 5 Plotter Um plotter capaz de trabalhar com impress es de alta qualidade gr fica e com dimens es grandes Existem v rios tipos de plotters sendo dois tipos os mais comuns plotters de recorte e plotters de impress o Os plotters de corte trabalham recortando desenhos em pap is especiais sendo til para trabalhos de adesiva o por exemplo J os plotters de impres s o s o capazes de imprimir em materiais de grandes dimens es como car
5. Completamente silenciosos Mais resistentes Menor peso Consumo reduzido de energia Consegue trabalhar em ambientes mais quentes do que os HDs cerca de 70 C Tempo de acesso reduzido devido mem ria flash Realiza leituras e grava es de forma mais r pida com dispositivos apre sentando 250 MB s na grava o e 700 MB s na leitura e Tec Brasil Aula 4 Mem ria secund ria 59 As desvantagens do SSD s o o custo elevado e a capacidade de armazena mento ainda menor que os HDs mas esses dois fatores negativos podem ser suprimidos com o tempo A Figura 4 3 apresenta um SSD Figura 4 3 Drive de estado s lido SSD Fonte http elviskeslei wordpress com 2011 09 13 discos ssduma nova tecnologia 4 5 Pen drives Pen drive ou mem ria USB flash drive um dispositivo de mem ria que surgiu no ano de 2000 e desenvolvido com mem ria flash Com uma liga o USB tipo A permite a sua conex o a qualquer equipamento com uma entrada USB As capacidades atuais de armazenamento s o variadas existindo pen drives com capacidade de at 256 gigabytes A taxa de transfer ncia de dados pode variar dependendo do tipo de entrada sendo a mais comum a USB 2 0 e a mais recente a USB 3 0 As principais vantagens s o Compactos R pidos Grande capacidade de armazenamento Maior resist ncia devido aus ncia de pe as m veis Arquitetura de Computadores
6. Socket G1 G2 rPGA988A rPGA988B 988 Intel Core i7 Mobile 600 700 800 900 series i5 Mobile 400 500 series i3 Mobile 300 series Pentium Mobile P6000 series Celeron Mobile P4000 series Nehalem Clarksfield Westmere Arrandale Socket 1155 Socket H2 1155 Intel Celeron Dual Core Pentium Dual Core Intel Core i3 i5 i7 Intel Xeon Sandy Bridge Ivy Bridge Socket 1156 LGA1156 1156 Intel Core i7 800 series i5 700 600 series i3 500 series Xeon X3400 L3400 series Pentium G6000 series Celeron G1000 series Lynnfield Clarkdale Socket 1366 LGA1366 Socket B 1366 Intel Core i7 9xx series Xeon 35xx 36xx 55xx 56xx series Celeron P1053 Bloomfield Sandy Bridge H Sandy Bridge M Socket G34 1974 1944 cpu AMD Opteron 6000 series Bulldozer Socket 2011 LGA2011 Socket R 2011 Intel Core i7 3xxx series Intel Xeon E5 series Sandy Bridge E Ivy Bridge E Fonte Adaptado de http www cpu world com Sockets 5 2 2 Slot A fun o dos slots ligar as mem rias placas e perif ricos ao barramento Assim como os demais componentes de um computador os barramentos evolu ram nos ltimos tempos passando do slot ISA e das portas seriais por exemplo aos slots PCI Express e portas USB de alto desempenho utilizadas atualmente A Figura 5 5 apresenta alguns slots em uma placa m e e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 69 Figura 5 5 Slots em uma placa m e Fonte Adaptado de http
7. capazes de armazenar permanentemente grandes volumes de dados A unidade b sica de mem ria o bit Um bit pode conter um 0 ou um 1 O agrupamento de 0s e 1s capaz de representar qualquer tipo de informa o As informa es s o agrupadas em bytes 8 bits ou em palavras de 32 ou 64 bits As mem rias constituem se em uma quantidade de c lulas endere os que podem armazenar estas informa es O elemento b sico das mem rias semicondutoras a c lula de mem ria e apresenta as seguintes caracter sticas STALLINGS 2010 Apresenta dois estados est veis para representar o 0 ou o 1 e Tec Brasil Aula 3 Mem ria 41 capaz de ser escrita para definir o estado capaz de ser lida para verificar o estado A mem ria principal formada por dois tipos de mem rias a ROM e a RAM 3 2 Mem ria ROM ROM Read Only Memory significa mem ria somente para leitura um tipo de mem ria que em uso normal aceita apenas opera es de leitura n o permitindo a realiza o de escritas Outra caracter stica da ROM que seus dados n o s o perdidos quando ela desligada mem ria n o vol til Os tipos de mem rias ROM s o a ROM Read Only Memory o tipo mais simples Seus dados s o gra vados durante o processo de fabrica o do chip N o h como modificar ou apagar o seu conte do b PROM Programable Read Only Memory um tipo de mem ria ROM com uma diferen a p
8. ou MCH Memory Controller Hub um chip mais complexo que fica fisicamente localizado mais pr ximo do processador normalmente coberto por um dissipador met lico pois respons vel pela maior parte do consumo de energia e tamb m pela dissipa o de calor da placa m e Esse chip ponte norte incorpora os barramentos r pidos e as fun es mais complexas do computador incluindo o controlador de mem ria as linhas do barramento PCI Express ou do barramento AGP no caso de placas mais antigas al m do chipset de v deo onboard quando presente b Ponte sul Southbridge ou ICH I O Controller Hub um chip menor e mais simples do que o chipset ponte norte Incorpora os barramen tos mais lentos como barramento PCI portas IDE SATA USB al m dos controladores de som e rede Apesar de incorporar um n mero maior de fun es as tarefas executadas pela ponte sul s o mais simples e os barramentos ligados a ela utilizam menos trilhas de dados Os processadores mais modernos tanto da Intel quanto da AMD incorporam as funcionalidades do chipset ponte norte Desta forma as placas m e para os processadores AMD Fusion e Intel Core i5 e Core i7 Sandy Bridge ou Ivy Bridge n o possuem o controlador de mem ria possuindo um nico chipset com as funcionalidades da ponte sul A Intel denomina esse chipset de PCH Platform Controller Hub e a AMD de FCH Fusion Controller Hubs A Figura 5 6 apresenta os chipsets t pico
9. tazes e plantas industriais 7 6 Scanner O scanner um dispositivo de leitura tica que permite converter imagens fotos ilustra es e textos em papel em um formato digital podendo este formato ser manipulado em computador Existem diversos tipos de scanners no mercado que utilizam variados tipos de tecnologia Dentre estes o mais comum o scanner de mesa que parece muito com uma m quina copiadora Outros tipos s o o scanner de m o o scanner leitor c digo de barras entre outros Em geral os scanners se baseiam no princ pio da reflet ncia da luz que consiste em posicionar a imagem de forma que uma luz a ilumine Um sensor capta a luz refletida pela figura formando assim uma imagem digital Os scanners mais simples usam l mpada fluorescente para iluminar a imagem enquanto que os mais sofisticados usam uma l mpada do tipo c todo frio ALECRIM 2004 A Figura 7 2 apresenta um scanner e Tec Brasil Aula 7 Perif ricos 103 Figura 7 2 Scanner aberto Fonte Adaptado de http www atainformatica com br index asp 7 7 Drives de disquete CD ROM DVD ROM e BLU RAY Os drives de disquete ca ram em desuso ou seja dif cil encontrar compu tadores que ainda utilizam esse dispositivo O disquete consiste de um drive que comporta um disco magn tico que suporta at 1 44 MB de armazena mento Por oferecer pouco espa o para armazenamento de dados e por sua fragilidade esses discos perderam sua utilidade O drive
10. 8 6 Chanfros de alinhamento no soquete e na CPU Fonte Gigabyte 2012 c Alinhe o pino 1 de marca o tri ngulo da CPU com o canto do pino 1 do soquete da CPU ou alinhe as marcas da CPU com os chanfros de alinhamento do soquete e cuidadosamente insira a CPU na sua posi o conforme a Figura 8 7 Figura 8 7 Instalando a CPU no soquete Fonte Gigabyte 2012 e Tec Brasil Aula 8 Montagem de computadores 113 d Uma vez que a CPU estiver devidamente inserida use uma m o para segurar a alavanca do soquete e use a outra m o para repor a placa me t lica levemente Ao repor a placa de carga verifique que a extremidade frontal da mesma est sob o parafuso de apoio conforme a Figura 8 8a Empurre a alavanca do soquete da CPU novamente para a posi o trava da conforme a Figura 8 8b Figura 8 8 Fixando a CPU no soquete Fonte Gigabyte 2012 e Aplique uma camada uniforme e fina de pasta t rmica na superf cie da CPU instalada f Antes de instalar o cooler repare a dire o da seta no pino macho con forme a Figura 8 9 girando o pino na dire o da seta para remover o cooler e no sentido oposto para instalar Figura 8 9 Fixando o cooler da CPU Fonte Gigabyte 2012 g Coloque o cooler em cima da CPU alinhando os quatro pinos nos orif cios da placa m e Empurre os pinos diagonalmente at ouvir um clique Verifique se os pinos de encaixe macho e f mea est o bem juntos con forme a Figura 8 10 Arq
11. 8 Gbp s Fonte Autores Para medir o desempenho dos computadores e o tempo de execu o das instru es as unidades de medida usadas s o baseadas na frequ ncia dos computadores em hertz seus m ltiplos s o 103 O tempo medido em segun dos e seus m ltiplos s o 10 3 O Quadro 1 4 apresenta as unidades de medidas de frequ ncia e o Quadro 1 5 apresenta as unidades de tempo de execu o Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 26 Quadro 1 4 Unidades de medida de frequ ncia em hertz Expoente Unidade Abreviatura Valor expl cito 100 hertz 1 Hz 1 Hz 103 kilohertz 1 kHz 1 000 Hz 106 megahertz 1 MHz 1 000 000 Hz 109 gigahertz 1 GHz 1 000 000 000 Hz 1012 terahertz 1 THz 1 000 000 000 000 Hz 1015 petahertz 1 PHz 1 000 000 000 000 000 Hz Fonte Autores Quadro 1 5 Unidades de medida de tempo de execu o em segundos Expoente Unidade Abreviatura Valor expl cito 100 segundo 1 s 1 s 10 3 milissegundo 1 ms 0 001 s 10 6 microssegundo 1 s 0 000 001 s 10 9 nanossegundo 1 ns 0 000 000 001 s 10 12 picossegundo 1 ps 0 000 000 000 000 001 s 10 15 femtossegundo 1 fs 0 000 000 000 000 000 001 s Fonte Autores Para medir o tamanho dos transistores que formam um processador ou um chip s o usadas as unidades micr metro ou micron m e nan metro nm Para se ter a ideia do tamanho nos processadores mais modernos um tran sistor mede 22 nm enquanto que um f
12. Figura 6 4 apresentada uma imagem contendo a ilustra o dos principais conectores de v deo Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 90 Figura 6 4 Principais tipos de conex o de v deo Fonte CTISM adaptado pelos autores de http www virtualdj com homepage Speedy53 blogs 4069 6 1 2 7 DisplayPort DisplayPort uma interface de v deo desenvolvida em 2006 pela VESA Video Electronics Standards Association para substituir o VGA e o DVI mantendo a compatibilidade Tamb m pode ser usado para transmitir as formas de udio USB e outros tipos de dados um padr o aberto livre de royalties que permite a resolu o m xima de 2560 1600 pixels 6 2 Placas de som As placas de som caracterizam se como dispositivos capazes de emitir udio produzido por um computador Nos primeiros computadores o nico disposi tivo presente era o PC Speaker o qual emitia avisos sonoros da placa m e Hoje em dia as placas de som podem ser encontradas basicamente de duas for mas as placas off board compradas separadamente e adicionadas placa m e e as placas on board integradas na placa m e do computador Quanto aos tipos de conex es que uma placa de som pode ter elas variam conforme o modelo da placa de som Conforme a Figura 6 5 as conex es mais usuais s o ALECRIM 2007 a MIC conex o de cor rosa conex o para microfone b Line in conex o de cor azul conex o para entrada de udio c Line out cone
13. Introdu o arquitetura de computadores 21 Figura 1 4 N veis de m quina num computador moderno Fonte CTISM adaptado de Murdocca Heuring 2000 a N vel do usu rio ou programa aplicativo nele o usu rio interage com o computador usando programas como editores de texto planilhas jogos ou programas que acessam a internet b N vel da linguagem de alto n vel nesse n vel o programador desen volve os programas aplicativos e sistemas atrav s de uma linguagem de programa o de alto n vel como C Java ou Pascal Delphi c N vel da linguagem de montagem de m quina esse o n vel onde as instru es s o interpretadas e executadas pelo processador Os pro gramas desenvolvidos em linguagens de alto n vel s o traduzidos para uma linguagem de montagem ou Assembler que apresenta um relacio namento direto com as instru es que o processador consegue executar d N vel de controle aqui a unidade de controle que est dentro do pro cessador efetua as devidas transfer ncias de dados entre os registrado res mem ria e dispositivos de entrada e sa da Essa transfer ncia feita atrav s de sinais de controle por um circuito l gico Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 22 e N vel de unidades funcionais nesse n vel os registradores internos da CPU a unidade l gica e aritm tica e a mem ria do computador organizada sob a forma de unidades funcionais de acordo com a fun o que
14. computadores do padr o AT utilizavam a conex o serial Com o surgimento do padr o ATX os mouses passaram a utilizar as portas PS 2 atrav s da conex o de cor verde Hoje s o usuais os mouses com conex o USB e tamb m o wireless Os mouses sem fio utilizam pilhas ou baterias recarreg veis e a capta o de movimentos Para saber mais sobre monitores LCD e OLED acesse http www tecmundo com br lcd 26163 quantum dots a salvacao do lcd para combater o oled htm Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 100 feita pela tecnologia ptica Este tipo de mouse ajuda a diminuir a quantidade de cabos de um computador 7 4 Impressoras A impressora um dispositivo de sa da de dados que tem como prop sito imprimir informa es Entre os principais termos que podem ser encontrados na descri o de impres soras est o a Resolu o em DPI dots per inch pontos por polegada esta medida indica a resolu o com a qual o dispositivo pode trabalhar Assim se uma impressora capaz de trabalhar com 4800 1200 DPI significa dizer que o equipamento pode gerar 4800 pontos na horizontal e 1200 pontos na vertical em uma polegada uma polegada igual a 2 54 cent metros b ppm pages per minute p ginas por minuto medida que indica a ve locidade da impressora ou seja quantas p ginas ela consegue imprimir por minuto Quanto aos computadores pessoais as impressoras mais comuns s o matri cial jato
15. da Redes de Computadores Conceito e pr tica Santa Cruz do Rio Pardo SP Viena 2010 STALLINGS William Arquitetura e organiza o de computadores 8 ed S o Paulo Pearson Prentice Hall 2010 TANENBAUM Andrew S Organiza o estruturada de computadores 5 ed S o Paulo Pearson Prentice Hall 2007 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR Microinform tica Dispositivos de entrada e ou sa da 18 jun 2012 Dispon vel em lt http www ufpa br dicas mic mic e s htm gt Acesso em 01 jul 2012 Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 124 Curr culo do professor autor Fernando de Cristo possui gradua o em Inform tica pela Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Miss es URI e mestrado em Enge nharia de Produ o na rea de Tecnologia da Informa o pela Universidade Federal de Santa Maria UFSM Atualmente avaliador do Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais An sio Teixeira INEP e professor da Universidade Federal de Santa Maria UFSM Tem experi ncia na rea de Automa o Rob tica e Otimiza o Combinat ria com nfase em Heur sticas e Metaheur sticas Atua principalmente nos seguintes temas suporte ao usu rio redes de computadores manuten o de computadores instala o de software e configura o de perif ricos Evandro Preuss possui gradua o em Ci ncia da Computa o pela Univer sidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Miss es URI e mestra
16. de CD ROM DVD basicamente o dispositivo que l CDs e ou DVDs Podem ser utilizados tamb m para fazer a grava o de dados Neste caso recebe a denomina o de CD RW e DVD RW A seguir se tem uma lista dos diferentes tipos de drives de disco existentes no mercado ALECRIM 2010a a CD ROM permite a leitura de CDs b CD RW gravador permite ler e gravar CD Rs e CD RWs c CD RW DVD combo permite a leitura de CD ROM e de DVD al m de poder gravar CDs d DVD RW gravador esse drive permite a leitura e grava o de CDs e DVDs Atualmente poss vel encontrar computadores equipados com drives de Blu ray O Blu ray o padr o de disco tico que vem em substitui o do DVD tanto em reprodutores de v deo quanto em computadores Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 104 Os discos de Blu ray m dias possuem a mesma dimens o que as utilizadas por CDs ou DVDs por m essa m dia capaz de armazenar volumes muito maiores de informa o como por exemplo 25 ou 50 GB A Figura 7 3 apresenta um drive de Blu ray com um BD R Figura 7 3 Drive de Blu ray Fonte http www cheaptechforme com 2012 05 dvd player or blu ray the choice is yours 7 8 Leitor de cart o de mem ria Com a populariza o do uso dos cart es de mem ria em dispositivos como c meras digitais os usu rios destes normalmente instalam um drive leitor de cart o para facilitar a tarefa de copiar os arquivos desses dispos
17. de tinta laser e t rmica 7 4 1 Impressora matricial A impressora matricial um tipo bastante dur vel e possui baixos custos em rela o aos seus suprimentos As impressoras matriciais tamb m s o conhe cidas como impressoras de impacto A cabe a de impress o possui pequenas agulhas que sob orienta o eletromagn tica v o formando a impress o medida que empurram a fita de tinta contra o papel As impressoras matriciais em geral apresentam como desvantagem o baru lho gerado e a lentid o dependendo do tipo de impress o Al m disso a qualidade das impress es limitada j que elas n o conseguem trabalhar com resolu es altas Como vantagens no uso de impressoras matriciais est o a impress o de documentos baseados em texto ou que necessitam de c pias utilizando papel carbono como por exemplo a impress o de notas fiscais ou cheques Apesar de antigas as impressoras matriciais ainda s o bastante utilizadas na impress o de documentos em formul rio cont nuo e Tec Brasil Aula 7 Perif ricos 101 7 4 2 Impressora a jato de tinta As impressoras a jato de tinta s o as mais utilizadas por usu rios dom sticos e tamb m s o bastante comuns nos escrit rios Elas oferecem impress es de muito boa qualidade e fidelidade de cores aliadas a um custo relativamente baixo dos cartuchos de tinta utilizados Diferentemente das impressoras matriciais as impressoras a jato de tinta n o s o de impacto A impress
18. de transfer ncia que os CDs com capacida des que variam de 4 7 GB at 17 1 GB em discos de uma ou duas camadas com grava o em um ou dois lados Os principais tipos de DVD s o a DVD j vem gravado na f brica b DVD R ou DVD R permite grava o c DVD RW ou DVD RW permite grava o e regrava o d DVD R DL permite grava o em duas camadas 8 5 GB em cada lado do disco Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 58 4 3 3 Blu ray O Blu ray Disc tamb m conhecido como BD um formato de disco tico da nova gera o usado para v deo e udio de alta defini o e armazenamento de dados de alta densidade Apesar de possuir o mesmo tamanho dos CDs e DVDs sua capacidade de armazenamento varia de 25 GB camada simples a 50 GB camada dupla O Blu ray obteve o seu nome a partir da cor azul do raio laser usado A letra e da palavra original blue foi eliminada porque em alguns pa ses n o se pode registrar uma palavra comum para um nome comercial 4 4 Drives de estado s lido O Solid State Drive SSD a tecnologia de armazenamento considerada a evolu o do disco r gido HD Esse tipo de drive n o possui partes m veis e constru do com circuitos integrados que s o os respons veis pelo armaze namento diferentemente dos sistemas magn ticos como os HDs As principais vantagens do SSD s o Aus ncia de partes mec nicas Aus ncia de vibra es
19. desempenham para realizar as transfer ncias de dados entre estas unidades funcionais f Portas l gicas as portas l gicas implementam o n vel mais baixo de funcionamento de um computador As unidades funcionais do computa dor s o desenvolvidas usando portas l gicas g Transistores e fios este o n vel mais baixo do computador formado por componentes eletr nicos e fios As portas l gicas s o implementadas usando transistores e fios de conex o 1 6 Sistema de computador t pico Um computador de mesa desktop t pico apresenta uma configura o com um gabinete contendo a fonte de alimenta o uma placa m e com proces sador mem ria controlador de v deo udio e rede uma unidade de disco r gido HD Hard Drive unidade de disco tico DVD ou Blu Ray conectados a um monitor LCD ou LED um teclado um mouse e uma caixa de som A Figura 1 5 apresenta um computador de mesa t pico Figura 1 5 Computador t pico Fonte CTISM Portas l gicas S o componentes eletr nicos b sicos usados em circuitos eletr nicos que implementam as opera es l gicas b sicas para a eletr nica digital e Tec Brasil Aula 1 Introdu o arquitetura de computadores 23 1 7 Tipos de computadores Os principais tipos de computadores dispon veis atualmente s o TANEN BAUM 2007 a Computador descart vel s o computadores desenvolvidos num nico chip e s o usados em chips de RFID Radio Frequency IDent
20. e Tec Brasil 60 Os drives flash utilizam o padr o armazenamento de massa USB USB mass storage nativamente compat vel com os principais sistemas operacionais como o Windows o Linux o Mac OS X entre outros Em condi es ideais as mem rias flash podem armazenar informa es durante dez anos 4 6 Cart es de mem ria Cart o de mem ria ou cart o de mem ria flash um dispositivo de armazena mento de dados baseados na tecnologia flash um tipo de mem ria baseado no EEPROM desenvolvido pela Toshiba nos anos 1980 Os chips de mem ria flash s o parecidos com a mem ria RAM usados nos computadores por m suas propriedades fazem com que os dados n o sejam perdidos quando n o h mais fornecimento de energia Amplamente utilizado em c meras fotogr ficas digitais filmadoras digitais video games celulares Palms PDAs MP3 Players PCs e diversos outros apa relhos eletr nicos oferecem grande capacidade de regrava o n o utilizam energia para transferir ou armazenar dados s o extremamente port teis e contam com tima durabilidade A Figura 4 4 apresenta os principais tipos de cart es de mem ria Compact Flash Memory Stick e Secure Digital SD Al m desses h o Smart Media MMC RS MC MMC Mobile plus micro Memory Stick PRO Duo PRO PRO HG Micro M2 miniSD micro SD SDHC mini SDHC micro xD Type M e Type H Figura 4 4 Principais tipos de cart es de mem ria Fonte http cartaodememoria com ca
21. este nome devido ao formato dos ter minais de contato parecer com a letra J Sua forma de fixa o em placas feita atrav s de solda n o requerendo furos na superf cie do dispositivo d TSOP Thin Small Outline Package encapsulamento cuja espessura bastante reduzida em rela o aos padr es anteriormente cerca de 1 3 menor que o SOJ Seus terminais de contato s o menores e mais finos diminuindo a incid ncia de interfer ncia na comunica o usado em m dulos de mem ria SDRAM e DDR H uma varia o desse encapsulamento chamado STSOP Shrink Thin Small Outline Package que ainda mais fino e CSP Chip Scale Package mais recente o encapsulamento CSP se des taca por ser fino e por n o utilizar pinos de contato Ao inv s disso utiliza um tipo de encaixe chamado BGA Ball Grid Array utilizado em m dulos como DDR2 e DDR3 e Tec Brasil Aula 3 Mem ria 45 A Figura 3 1 a seguir apresenta os principais tipos de encapsulamento Figura 3 1 Principais tipos de encapsulamento Fonte CTISM adaptado pelos autores de http www infowester com 3 5 M dulos de mem ria O m dulo de mem ria vulgarmente conhecido como pente uma pequena placa onde s o instalados os encapsulamentos de mem ria Essa placa encaixada na placa m e por meio de encaixes slots espec ficos para isso Os principais m dulos s o a SIPP Single In line Pins Package foi um dos primeiros tipos de m dul
22. lat ncia s o em pulsos de clock real do m dulo de mem ria O clock real de um m dulo de mem ria DDR metade do seu clock rotulado Por exemplo uma mem ria DDR3 1600 com temporiza o 10 10 10 27 e uma frequ ncia nominal de 1600 MHz trabalha internamente a 800 MHz Nesse caso o m dulo de mem ria vai demorar 12 5 ns para responder Se a CPU estiver trabalhando a 2 GHz ela ter que esperar 25 ciclos de clock pela resposta da mem ria ou at 48 ciclos de clock numa CPU de 3 8 GHz e Tec Brasil Aula 3 Mem ria 49 3 5 3 Nomenclatura dos m dulos de mem ria As mem rias DDR DDR2 e DDR3 seguem a seguinte classifica o DDRx yyyy PCx zzzz O primeiro n mero x indica se a mem ria DDR aus ncia de qualquer n mero DDR2 x 2 ou DDR3 x 3 o segundo n mero yyyy indica o clock m ximo que o m dulo de mem ria suporta o terceiro n mero zzzz indica a taxa de transfer ncia m xima da mem ria medida em MB s Por exemplo um m dulo de mem ria com a especifica o DDR3 1600 PC3 12800 significa que uma mem ria DDR3 e pode operar nominalmente a 1600 MHz transferindo at 12800 MB s A frequ ncia do m dulo de mem ria 1600 MHz por m cada um dos chips de mem ria do m dulo trabalham internamente a 200 MHz neste caso Deve ser observada tamb m a temporiza o e a tens o de alimenta o dos m dulos de mem ria Por padr o as mem rias DDR operam a 2 5 volts a DDR2 a 1 8 volts e as mem rias DD
23. milh es 65 nm 64 GB Core 2 Quad 2008 2 7 a 3 2 GHz 64 36 820 milh es 45 nm 64 GB i5 e i7 Sandy Bridge 2011 2 3 a 3 5 GHz 64 36 40 995 milh es a 2 27 bilh es 32 nm 64 GB 1 TB i5 e i7 Ivy Bridge 2012 2 1 a 3 9 GHz 64 36 40 1 4 bilh es 22 nm 64 GB 1 TB Fonte Autores A Figura 2 2 apresenta as principais CPUs desenvolvidas ultimamente pela AMD e Intel Figura 2 2 CPUs modernas Fonte CTISM adaptado pelos autores de http www cpu world com Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 38 O desempenho de um computador s pode ser avaliado se o mesmo for comparado com o desempenho de outro computador 2 5 Avalia o de desempenho O desempenho de um processador ou de um computador pode ser analisado sob dois aspectos PATTERSON HENNESSY 2005 a Tempo de resposta tamb m chamado de tempo de execu o cor responde ao tempo total necess rio para o computador completar uma tarefa como o acesso ao disco acesso mem ria atividade de E S e tempo de execu o da CPU Quanto menor for esse tempo melhor o desempenho b Vaz o throughput corresponde quantidade de tarefas executadas num intervalo de tempo Normalmente utilizado para medir a quantida de de trabalho realizado por um servidor numa empresa por exemplo Quanto maior for a vaz o melhor o desempenho Para avaliar o desempenho de um computador deve se executar um conjunto de programas frequentemente executado
24. o feita por meio da emiss o de centenas de got culas de tinta geralmente no tamanho de 3 picolitros emitidas a partir de min sculas aberturas existentes na cabe a de impress o Este ltimo componente posicionado sobre um eixo que o permite se movimentar da esquerda para a direita e vice versa muito rapidamente O esquema de cores mais usado nas impressoras a jato de tinta o CMYK sigla para as cores ciano cyan magenta magenta amarelo yellow e preto black Este sistema aplicado s impressoras porque a combina o de suas cores capaz de gerar praticamente qualquer outra cor percept vel aos olhos humanos comum encontrar impressoras que trabalham apenas com dois cartuchos sendo um para a cor preta e outro para as cores ciano magenta e amarelo ALECRIM 2012 Esses cartuchos permitem a recarga de tinta reduzindo ainda mais os custos de manuten o da mesma 7 4 3 Impressora a laser As impressoras a laser s o classificadas como de n o impacto e s o bastante utilizadas no ambiente corporativo Este tipo de impressora oferece impress es de excelente qualidade imprime rapidamente faz pouco barulho e possibilita volumes altos de impress es associados a custos baixos Dessa forma pode se dizer que o funcionamento e os custos da impressora a laser semelhante s fotocopiadoras As impressoras a laser possuem um cilindro revestido por um material que per mite uma carga eletrost tica Quando uma informa
25. o ROMs que podem ser regravadas atrav s da aplica o de vol tagens de programa es especiais Em uso normal essa voltagem n o chega at o chip e seus dados permanecem inalter veis Esse o tipo mais recente de ROM e tem sido utilizado nas placas m e atuais Pelo fato de serem alter veis permitem realizar atualiza es do BIOS atrav s de programas especiais que ativam os seus circuitos de grava o Esse programa fornecido pelo fabricante da placa m e 3 3 Mem ria RAM RAM a mem ria de acesso aleat rio O nome RAM vem da sigla em ingl s para Random Access Memory e ela possui um tempo constante de acesso a qualquer endere o A mem ria RAM permite a execu o de opera es tanto de leitura como de escrita Outra caracter stica fundamental desse tipo de mem ria que ela vol til mem ria vol til ou seja os dados nela armazenados s o perdidos na aus ncia de energia el trica Com o passar dos anos as mem rias passaram por v rias evolu es tecno l gicas que fizeram com que estas adquirissem cada vez mais desempenho e capacidade de armazenamento 3 3 1 Tipos de mem ria RAM A mem ria RAM pode ser de dois tipos a SRAM Static Random Access Memory a SRAM ou RAM est tica uma mem ria formada por seis transistores para armazenar cada bit mais r pida possui maior custo e consome mais energia que a DRAM Por padr o a SRAM usada em pequenas quantidades para servir como cache ent
26. placa m e Aprendeu tamb m sobre os diferentes tipos de barramentos que permitem conectar outros dispositivos e placas no computador e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 83 Atividades de aprendizagem 1 Qual a import ncia do chipset para o funcionamento do computador 2 O que difere um barramento de outro 3 Quais fatores devem ser levados em conta na hora da escolha de uma placa m e Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 84 e Tec Brasil Aula 6 Placas de expans o Objetivos Conhecer os principais detalhes das placas de expans o que po dem ser conectadas num computador As placas de expans o permitem aumentar as possibilidades de um computa dor permitindo a inser o de novos componentes como uma placa de v deo dedicada offboard uma placa de som rede entre outros 6 1 Placa de v deo A placa de v deo o dispositivo respons vel por enviar as imagens geradas no computador para a tela do monitor As placas de v deo atuais s o capazes de suportar recursos 3D e possuem processadores dedicados cuja fun o principal processar imagens realizando estas tarefas com grande rapidez Desta forma elas liberam o processador para a execu o de outras tarefas do computador Outro item importante em uma placa de v deo a GPU Graphics Processing Unit Unidade de Processamento Gr fico tamb m conhecido como chip gr fico A GPU um processador respons vel pela execu o de c lculos e tare
27. placa m e onde s o conectadas as placas de expans o rede som v deo etc Os barramentos de expans o apresentam diversos tipos com desempenhos variados Dentre eles podem se citar os j ultrapassados ISA EISA VLB e AGP e os atuais PCI PCI Express SATA e USB Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 72 A seguir ser apresentada uma descri o de cada um dos barramentos de expans o acima citados como forma de definir suas caracter sticas 5 2 4 1 ISA ISA Industry Standard Architecture foi o primeiro barramento de expans o utilizado em computadores do tipo PC Este barramento apresentava duas vers es os slots de 08 bits que foram usados pelos primeiros computadores e os slots de 16 bits utilizados a partir dos computadores 286 O slot ISA dividido em duas partes a primeira e maior cont m os pinos usados pelas placas de 08 bits j as placas de 16 bits utilizavam ambas as partes A Figura 5 7 apresenta um barramento ISA Figura 5 7 Barramento ISA Fonte http www oficinadanet com br artigo 834 barramentos 5 2 4 2 EISA O barramento EISA ExtendedIndustry Standard Architecture possu a as mesmas dimens es de um slot ISA de 16 bits por m seu slot possu a duas linhas de contatos e era mais alto Como meio de manter a compatibilidade com os dispositivos ISA de 16 bits criou se uma linha superior de mesma pinagem e uma linha inferior com 90 novos contatos utilizados pelas placas de expans o de 32 bi
28. ria aquela capaz de armazenar uma grande quantidade de dados e evitar que estes se percam com o desligamento do computador mais lenta que a mem ria principal e Tec Brasil Aula 4 Mem ria secund ria 53 e Setores s o pequenas divis es ou partes de cada uma das trilhas f Cilindros grupo de trilhas de mesmo n mero em superf cies diferentes do disco Figura 4 1 Partes de um disco r gido Fonte CTISM adaptado pelos autores de http www computableminds com No processo de grava o no disco os dados enviados pelo barramento s o armazenados no buffer O controlador acessa estes dados e vai gravando os na superf cie do disco em seu respectivo endere o que determinado atrav s do n mero da trilha e do setor onde a opera o dever ser realizada Para realizar a grava o o atuador deve movimentar o bra o at a trilha correspondente onde a cabe a ficar aguardando a passagem do setor por aquele ponto para que possa realizar a opera o Os dados s o gravados e lidos magneticamente J no processo de leitura depois de localizados e lidos os dados eles s o armazenados no buffer onde ficam disposi o para serem transmitidos atrav s do barramento As principais caracter sticas determinantes do desempenho de um disco r gido s o a Capacidade de armazenamento determina quanta informa o o dis co r gido capaz de armazenar e em geral expressa em gigabytes ou buffe
29. seguintes opera es STALLINGS 2010 a Buscar instru o o processador busca na mem ria a instru o a ser executada O termo CPU usado vulgarmente de forma incorreta para denominar o gabinete do computador com a fonte placa m e processador e mem ria Tecnicamente a CPU apenas o processador e Tec Brasil Aula 2 Processador 29 b Interpretar a instru o a instru o decodificada para determinar a a o que deve ser executada c Obter os dados a execu o da instru o pode necessitar a leitura de dados da mem ria ou dos dispositivos de entrada d Processar os dados a execu o da instru o pode necessitar de algu ma opera o aritm tica ou l gica com os dados e Gravar os dados a execu o da instru o pode requerer a grava o dos dados na mem ria ou em um dispositivo de sa da 2 2 Componentes do processador Um processador possui basicamente os seguintes componentes Unidade de controle Unidade l gica e aritm tica Registradores Barramentos 2 2 1 Unidade de controle A unidade de controle do processador respons vel por realizar a interpreta o das instru es de m quina a serem executadas pelo computador e ainda pela transfer ncia de dados e instru es para dentro e para fora da CPU Ela controla todas as a es a serem realizadas pelo computador garantindo a correta manipula o dos dados e execu o dos progra
30. 007a _____ Placas m e uma introdu o 27 ago 2007b Dispon vel em lt http www hardware com br dicas placa mae html gt Acesso em 23 jun 2012 _____ Plasma e OLED Monitores parte 1 17 set 2007c Dispon vel em lt http www hardware com br tutoriais monitores 1 pagina4 html gt Acesso em 05 maio 2012 _____ Iniciantes entendendo o chipset 17 nov 2009a Dispon vel em lt http www hardware com br dicas chipsets html gt Acesso em 19 maio 2012 e Tec Brasil Aula 8 Montagem de computadores 123 _____ Soquetes e processadores um resumo 23 nov 2009b Dispon vel em lt http www hardware com br dicas resumo soquetes html gt Acesso em 24 jun 2012 _____ Os barramentos ISA EISA VLB e PCI Placas m e e barramentos 02 mar 2011 Dispon vel em lt http www hardware com br guias placas mae barramentos isa eisa vlb pci html gt Acesso em 26 maio 2012 MOORE Gordon E Cramming more components onto integrated circuits Electronics Volume 38 number 8 april 19 1965 MURDOCCA Miles J HEURING Vincent P Introdu o arquitetura de computadores Rio de Janeiro Elsevier 2000 PATTERSON David A HENNESSY John L Organiza o e projeto de computadores a interface hardware software Rio de Janeiro Elservier 2005 SILVA Camila C da DATA Marcelo L PAULA Everaldo A de Manuten o completa em computadores Santa Cruz do Rio Pardo SP Viena 2009 SILVA Camila C
31. 2008 Dispon vel em lt http www infowester com mouse php gt Acesso em 05 maio 2012 ____ Conectores de v deo VGA DVI S video e component video 13 jun 2010a Dispon vel em lt http www infowester com conectoresvideo php gt Acesso em 09 jun 2010 ____ Guia de hardware para iniciantes 23 nov 2010b Dispon vel em lt http www infowester com guiahdinic php gt Acesso em 16 jun 2012 ____ O que Blu Ray 13 ago 2011a Dispon vel em lt http www infowester com blu ray php gt Acesso em 09 jun 2012 ____ Placa de v deo e GPU principais caracter sticas 28 out 2011b Dispon vel em lt http www infowester com placavideo php gt Acesso em 26 maio 2012 ____ Impressoras matriciais a jato de tinta e a laser 20 jan 2012 Dispon vel em lt http www infowester com impressoras php gt Acesso em 05 maio 2012 GUIA como se faz Montagem manuten o e instala o de computadores S o Paulo Editora Escala 2008 GIGABYTE GA P67A D3 B3 Manual do usu rio 2012 Dispon vel em lt http download gigabyte ru manual mb_manual_ga p67a d3 b3_pt pdf gt Acesso em 12 jul 2012 HENNESSY John L PATTERSON David A Arquitetura de computadores uma abordagem quantitativa 5 ed Rio de Janeiro Elsevier 2008 MONTEIRO M rio A Introdu o organiza o de computadores 5 ed Rio de Janeiro LTC 2007 MORIMOTO Carlos E Hardware o guia definitivo GDH Press e Sul Editores 2
32. 2013 Frederico Westphalen RS Arquitetura de Computadores Fernando de Cristo Evandro Preuss Roberto Franciscatto Presid ncia da Rep blica Federativa do Brasil Minist rio da Educa o Secretaria de Educa o Profissional e Tecnol gica Equipe de Elabora o Col gio Agr cola de Frederico Westphalen CAFW Reitor Felipe Martins M ller UFSM Dire o Fernando de Cristo CAFW Coordena o Geral do e Tec Paulo Roberto Colusso CTISM Coordena o de Curso Adriana Soares Pereira CAFW Professor autor Fernando de Cristo CAFW Evandro Preuss CAFW Roberto Franciscatto CAFW Equipe de Acompanhamento e Valida o Col gio T cnico Industrial de Santa Maria CTISM Coordena o Institucional Paulo Roberto Colusso CTISM Coordena o T cnica Iza Neuza Teixeira Bohrer CTISM Coordena o de Design Erika Goellner CTISM Revis o Pedag gica Andressa Rosem rie de Menezes Costa CTISM Jaqueline M ller CTISM Jana na da Silva Marinho CTISM Marcia Migliore Freo CTISM Revis o Textual Ana L cia Cantarelli CTISM Revis o T cnica Rog rio Turchetti CTISM Ilustra o Marcel Santos Jacques CTISM Rafael Cavalli Viapiana CTISM Ricardo Antunes Machado CTISM Diagrama o C ssio Fernandes Lemos CTISM Leandro Felipe Aguilar Freitas CTISM Col gio Agr cola de Frederico Westphalen Este caderno foi elaborado em parceria entre o Col gio Agr cola de Frederico Westphalen CAFW e a Universida
33. 8 Figura 8 18 Cabo SATA conex o no HD e conector SATA na placa m e Fonte Adaptado de http www infowester com serialata php j Conecte os conectores das ventoinhas do sistema SYS_FAN1 e SYS_FAN2 se tiver Organize e fixe os cabos com presilhas para evitar que os mesmos encostem nas ventoinhas k Se tiver placas de expans o localize um slot de expans o que suporte a sua placa Remova a tampa met lica do slot do painel traseiro do gabi nete Alinhe a placa com o slot e pressione a para baixo at que esteja completamente assentada no slot Certifique se que os contatos de me tal na placa estejam completamente inseridos no slot Prenda o suporte de metal da placa ao painel traseiro do gabinete com um parafuso Para remover a placa pressione a trava na extremidade final da fenda para PCI Express de forma a liberar a placa e depois puxe a placa para cima a partir da fenda conforme a Figura 8 19 e Tec Brasil Aula 8 Montagem de computadores 119 Figura 8 19 Instalando uma placa de v deo PCI Express Fonte Gigabyte 2012 l Recoloque as tampas laterais do gabinete fixando as com os parafusos 8 6 Configura o do BIOS Basic Input Output System BIOS um sistema b sico de entrada e sa da que registra par metros de hardware do sistema no CMOS da placa m e Suas principais fun es incluem a realiza o do Power On Self Test POST durante a inicializa o do sistema em que o processador mem ria e controlado
34. B 3 0 s o usados 9 fios os 4 do padr o 2 0 mais 5 fios um terra dois para transmiss o e dois para recep o para permitir uma transfer ncia de dados at 4 8 Gbps ou 600 MB s Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 78 Apesar de diferentes h a possibilidade de conex o entre dispositivos USB 2 0 em portas USB 3 0 O inverso depende do fabricante de cada dispositivo mas h a possibilidade Ainda pode se usar hubs USB para conectar v rios dispositivos mesma porta com um limite de at 127 dispositivos de forma que se pode at mesmo ligar um hub USB ao outro O maior problema que tanto a banda quanto a energia fornecida pela porta s o compartilhadas entre todos os perif ricos ligados ao hub Assim dispositivos de mais alto consumo como mouses ticos e HDs externos do tipo que usa a energia da porta USB ao inv s de uma fonte pr pria podem n o funcionar dependendo de quais outros dispositivos estejam ligados ao hub Outra caracter stica interessante do USB a capacidade de reconhecer os dis positivos enviando uma comunica o de controle que o dispositivo responde enviando uma s rie de informa es incluindo sua classe taxa de transfer ncia fabricante e sua identifica o Al m de permitirem que o controlador reserve corretamente os recursos usados pelo dispositivo essas informa es s o enviadas ao sistema operacional que faz com que o dispositivo seja ativado e o programa ou o aviso cor
35. C XT e possu a uma mem ria de v deo de 16 KB c EGA Enhanced Graphics Adapter suportava uma resolu o gr fica de 640 350 com 16 cores simult neas Al m disso possu a 128 KB de mem ria de v deo d VGA Video Graphics Adapter o padr o VGA tornou se conhecido jun to ao sistema operacional Windows 95 Possu a resolu o de 640 480 pixels 256 cores ou 800 600 pixels 16 cores e trabalhava com uma mem ria de v deo de 256 KB e SVGA Super VGA um dos padr es b sicos atuais de v deo que suporta resolu o de at 800 600 pixels com milh es de cores Al m disso trata se da evolu o natural do VGA ALECRIM 2011b Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 86 f XGA suporta resolu es de at 1024 768 pixels g SXGA suporta resolu es de at 1280 1024 pixels h WXGA suporta resolu es de at 1440 900 pixels i WUXGA suporta resolu es de at 1920 1200 pixels j WQXGA suporta resolu es de at 2560 1600 pixels k QSXGA suporta resolu es de at 2560 2048 pixels 6 1 2 Conectores de v deo Existem no mercado diversos tipos de conectores de v deo cuja finalidade geral conectar o sinal de v deo de um dispositivo para outro Os principais conectores s o RCA derivado de Radio Corporation of America Super V deo V deo Componente VGA Video Graphics Array DVI Digital Visual Interface e HDMI High Definitio
36. DVI D n o funcionam com o uso deste adaptador e Tec Brasil Aula 6 Placas de expans o 89 Figura 6 3 Adaptador DVI VGA Fonte Adaptado de http www dx com aconselh vel utilizar a conex o DVI D para evitar convers es e garantir uma melhor qualidade de imagem Al m disso o padr o DVI aconselh vel em monitores LCD DVDs televisores de plasma devido qualidade apresentada pelo mesmo 6 1 2 6 HDMI High Definition Multimedia Interface Conectores do tipo HDMI apresentam um dos melhores tipos de conex o dispon vel no mercado Equipamentos eletr nicos como DVD Blu ray HDTV entre outros utilizam este tipo de padr o Conex es do tipo HDMI apresentam apenas sinais digitais o que faz com que a qualidade de imagem seja melhor que os padr es apresentados anteriormente Nesse tipo de conex o os sinais de udio digital s o transmitidos no mesmo cabo Desta forma n o h necessidade de um cabo extra para conex o do udio O cabo HDMI semelhante aos conectores USB Existem basicamente dois tipos de conectores HDMI os tipos A e B O tipo A tem 19 pinos o tipo B tem 29 pinos O conector do tipo A compat vel com a tecnologia DVI D o mais comum Para conect lo necess rio que uma ponta do cabo seja DVI D e a outra ponta do tipo HDMI O conector do tipo B HDMI tem a finalidade de atender altas resolu es e funciona no modo dual link o que faz com que a transmiss o tenha sua capacidade duplicada Na
37. Figura 5 9 Slots PCI e conector PCI das placas de expans o Fonte Adaptado de http www pcislot org e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 75 Uma das principais vantagens do PCI sobre os demais barramentos anteriores ISA EISA VLB o suporte a bus mastering O bus mastering um sistema avan ado de acesso direto mem ria que permite que diferentes dispositivos como disco r gido placa de v deo entre outros perif ricos leiam e gravem dados diretamente na mem ria RAM mantendo o processador livre para executar outras tarefas durante a transfer ncia O barramento PCI cont m um recurso de grande import ncia que a compa tibilidade com o recurso PnP Plug and Play Esse recurso permite conectar um dispositivo no slot PCI e este ser automaticamente reconhecido e configurado para funcionar Antes do surgimento do PnP o usu rio necessitava posicionar jumpers para manualmente fazer a configura o das placas de expans o Apesar das vantagens do barramento PCI o mesmo apresenta uma limita o a sua taxa de transfer ncia compartilhada com todos os dispositivos conectados em seus slots Isso quer dizer que quanto maior o n mero de perif ricos conectados menor a taxa de transfer ncia real obtida por eles Com o avan o da tecnologia o barramento PCI tornou se lento e os com ponentes do computador migraram para outros barramentos como o AGP e o PCI Express 5 2 4 6 PCI Express O PCI Express tamb m conhecido c
38. LEDs ao inv s de fluorescentes Este tipo de monitor mais fino e tem um consumo ainda menor que o LCD convencional Esse tipo de monitor tem um contraste mais preciso e um n mero de cores maior gra as qualidade da ilumina o Enquanto que os monitores LCD normais t m em m dia 25 mil contrastes por pixel os monitores com LED t m 5 milh es de contrastes por pixel 7 1 4 Monitor de plasma Os monitores de plasma s o visualmente semelhantes aos LCD mas possuem tecnologia diferente Eles trabalham sob um princ pio diferente do LCD no qual pequenos volumes de g s neon e xen nio s o depositados em min s culas c maras seladas entre duas placas de vidro que agem como l mpadas fluorescentes microsc picas emitindo luz ao serem ionizados pelo campo el trico As c lulas em uma tela de plasma s o arranjadas em uma matriz de milhares de pontos cada conjunto de 3 c lulas emite luzes em cores diferentes representando um pixel As telas de plasma oferecem um bom n vel de contraste e uma boa lumi nosidade A desvantagem dessa tecnologia o alto consumo el trico e o alto custo de produ o Essa combina o de fatores faz com que as telas de plasma sejam mais adequadas a televis es do que a monitores destinados a computadores pessoais e Tec Brasil Aula 7 Perif ricos 99 7 1 5 Monitor OLED A tecnologia Organic Light Emitting Diode OLED baseada no uso de pol meros contendo subst ncias org nicas que brilham
39. R3 a 1 5 volts 3 6 Hierarquia de mem ria Devido ao fato de os programadores desejarem uma quantidade ilimitada de mem ria PATTERSON HENNESSY 2005 necess rio utilizar m ltiplos n veis de mem ria com diferentes desempenhos e tamanhos HENNESSY PATTERSON 2008 criando uma hierarquia de mem ria As mem rias mais r pidas s o mais caras por bit apresentam menores capa cidades de armazenamento e um tamanho f sico maior Com a hierarquia de mem ria cada n vel menor mais r pido e com um custo mais alto por byte do que o pr ximo n vel inferior HENNESSY PATTERSON 2008 Cada n vel mapeia uma mem ria maior e mais lenta para uma menor e mais r pida A Figura 3 3 apresenta uma hierarquia de mem ria t pica Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 50 Figura 3 3 Hierarquia de mem ria Fonte CTISM adaptado dos autores O uso de uma hierarquia de mem ria tem o objetivo de oferecer um sistema de mem ria com custo por unidade que seja quase t o baixo quanto o n vel de mem ria de menor custo desempenho e quase t o alto quanto o n vel mais r pido HENNESSY PATTERSON 2008 A organiza o da mem ria com essa hierarquia adequada pois os programas usam o princ pio da localidade a Temporal acessam periodicamente os mesmos conjuntos de dados Se um local de dados acessado ele tender a ser acessado novamente em breve b Espacial acessam dados que ficam pr ximos uns dos outro
40. V Series for Notebook PCs K8 Series Keene Sable Champlain Socket 754 754 AMD Athlon 64 AMD Mobile K8 Athlon XP M AMD Sempron AMD Turion 64 Mobile technology K8 Series Paris Palermo Newcastle Venice Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 68 Socket 775 LGA775 Socket T 775 Intel Pentium 4 Celeron D Pentium 4 Extreme Edition Pentium D Pentium Dual Core Core 2 Duo Core 2 Extreme Core 2 Quad Intel Xeon Intel Celeron Prescott Smithfield Presler Conroe Allendale Socket 939 939 AMD Athlon 64 FX X2 AMD Dual Core Opteron AMD Opteron AMD Sempron K8 Series Palermo Toledo Clawhammer San Diego Winchester Socket 940 940 AMD Athlon 64 FX AMD Dual Core Opteron AMD Opteron K8 Series Sledgehammer Socket AM2 940 AMD Athlon 64 Athlon 64 FX Athlon 64 X2 Mobile Athlon 64 X2 K8 Sempron Phenom X3 Phenom X4 Second Generation Opteron K8 Series Orleans Manila Sparta Windsor Socket AM2 940 AMD Phenom X4 AMD Phenom X3 AMD Phenom X2 K10 Series Agena Toliman Kuma Socket AM3 942 938 cpu AMD Phenom II AMD Athlon II AMD Sempron AMD Opteron 138x K10 Series Thuban Zosma Deneb Propus Heka Callisto Regor Rana Sargas Socket G1 G2 rPGA988A rPGA988B 988 Intel Core i7 Mobile 600 700 800 900 series i5 Mobile 400 500 series i3 Mobile 300 series Pentium Mobile P6000 series Celeron Mobile P4000 series Nehalem Clarksfield Westmere Arrandale
41. VGA Video Graphics Array O conector do tipo VGA possui uma qualidade de v deo superior aos padr es S Video e v deo componente poss vel afirmar isto porque o padr o VGA utiliza um fio para cada sinal de v deo al m de sincronia vertical e horizontal Conectores VGA s o utilizados com frequ ncia para ligar monitores de v deo ao computador gabinete onde se encontra o respectivo padr o Outro uso deste padr o em projetores de v deo por exemplo O conector VGA composto por 15 pinos que recebem a denomina o D Sub D Shell ou HD15 SILVA DATA PAULA 2009 6 1 2 5 DVI Digital Video Interface Os conectores DVI s o os substitutos dos conectores VGA No padr o DVI as informa es das imagens podem ser tratadas tanto de forma anal gica como na forma digital o que n o acontece no padr o VGA Al m disso o padr o DVI possui uma melhor qualidade que o padr o VGA Os principais padr es DVI s o a DVI A suporta conex es anal gicas apresenta em geral qualidade superior ao padr o VGA b DVI D suporta conex es digitais c DVI I permite conex es anal gicas e digitais padr o mais usual O padr o DVI amplo e permite a sua utiliza o de modo single link com resolu o at 1920 1200 e dual link com resolu o at 3840 2400 Os padr es DVI A e DVI I permitem a convers o para VGA atrav s do uso de adaptadores como o apresentado na Figura 6 3 Dispositivos que utilizam
42. _v1 html Quadro 4 1 Principais interfaces de disco IDE PATA SATA SCSI SAS Taxa de transfer ncia 16 MB s a 133 MB s 150 MB s a 600 MB s 10 MB s a 320 MB s 300 MB s a 1200 MB s N mero de dispositivos 4 Geralmente de 2 a 8 At 15 At 128 Integra o com a placa m e Integrada Integrada Utiliza placa controladora Utiliza placa controladora Aplica o Uso dom stico e comercial Uso dom stico e comercial Servidores Servidores Custo Baixo Baixo Alto Alto Fonte Autores Os discos r gidos podem ser conectados e organizados com a t cnica de RAID Redundant Arrays of Independent Disks ou seja arranjos redundantes de discos independentes Nessa t cnica dois ou mais discos s o combinados para proporcionar alto desempenho ou alta confiabilidade Os principais n veis de RAID s o a N vel 0 stripping os discos se comportam como se fossem um s pois os dados s o particionados e gravados em todos os discos simultanea mente A capacidade de armazenamento a soma das capacidades de cada disco e a taxa de transfer ncia de dados o resultado de sua multi plica o pelo n mero de discos Aumenta o desempenho por m se um disco falhar os dados de todos os discos ficam comprometidos Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 56 b N vel 1 espelhamento discos adicionais s o usados para fornecer redund ncia dos dados Quando uma opera o de leitura ou escrita solicit
43. a forma diminui o n mero de fios no interior do gabinete e facilita a mon tagem da placa e circula o de ar Dois conectores padr o PS 2 um para o teclado e outro para o mouse Conector para fonte de alimenta o a prova de erros F cil gerenciamento de energia tendo em vista que a fonte pode ser ligada e desligada atrav s de software gerando uma maior economia de energia Para a utiliza o de placas m e no formato ATX devem ser utilizadas fontes e gabinetes compat veis com o formato ATX Os principais formatos de placas ATX conforme a Figura 5 12 s o a Formato ATX padr o as placas padr o ATX possuem dimens es de 30 5 24 4 cm b Formato Micro ATX o formato Micro ATX uma varia o do formato ATX Ele tem como caracter stica um formato mais estreito e por conse qu ncia menos slots de expans o Esse formato permite que os compu tadores possuam tamanho reduzido mas tamb m podem ser instalados em gabinetes ATX Mede 24 4 24 4 cm c Formato Flex ATX o formato Flex ATX tem dimens o de 22 9 19 1 cm Este formato foi introduzido pela Intel no ano de 1999 para o de senvolvimento de computadores compactos e de baixo custo d Formato ITX e Mini ITX o formato ITX baseado no formato ATX de placas m e A diferen a entre eles o tamanho pois as placas ITX me dem 21 5 19 1 cm A fonte para o formato ITX tamb m menor Os perif ricos existentes n o s o de
44. a 4 Mem ria secund ria 53 4 1 Discos r gidos 53 4 2 Discos flex veis 57 4 3 Discos ticos 58 e Tec Brasil 4 4 Drives de estado s lido 59 4 5 Pen drives 60 4 6 Cart es de mem ria 61 Aula 5 Placa m e 63 5 1 Componentes 64 5 2 Detalhes da placa m e 66 5 3 Padr es de formatos de placa m e 81 Aula 6 Placas de expans o 85 6 1 Placa de v deo 85 6 2 Placas de som 91 6 3 Placas de rede 92 Aula 7 Perif ricos 95 7 1 Monitor 96 7 2 Teclado 100 7 3 Mouse 100 7 4 Impressoras 101 7 5 Plotter 103 7 6 Scanner 103 7 7 Drives de disquete CD ROM DVD ROM e BLU RAY 104 7 8 Leitor de cart o de mem ria 105 Aula 8 Montagem de computadores 107 8 1 Identifica o e localiza o dos componentes da placa m e 107 8 2 Precau es para instala o 112 8 3 Instala o da CPU e do cooler da CPU 112 8 4 Instala o da mem ria 115 8 5 Instala o dos componentes no gabinete 117 8 6 Configura o do BIOS 120 Refer ncias 123 Curr culo do professor autor 125 e Tec Brasil 9 Palavra do professor autor Caro estudante Este caderno traz conte dos essenciais para o seu aprendizado sobre arqui tetura de computadores Um bom entendimento sobre o funcionamento do computador indispens vel para que o profissional t cnico em sistemas para internet possa desenvolver um bom trabalho A parte f sica do computador hardware est in
45. a a data e hora do sistema o tipo de disco r gido HD e ainda o comportamento do sistema em caso de erros de hardware durante a inicializa o dentre outros f Advanced BIOS features configura a ordem dos dispositivos na inicia liza o do sistema caracter sticas da CPU e a defini o da controladora de v deo principal on board ou externa g Integrated peripherals configura todos os dispositivos perif ricos como SATA USB udio integrado placa de rede LAN dentre outros h Power management setup configura todas as fun es de gerencia mento de energia i PC health status exibe as informa es de temperatura e voltagem da CPU e velocidade das ventoinhas j Set supervisor password define ou desabilita a senha que permite alterar a configura o do BIOS k Set user password define ou desabilita a senha para acessar o com putador e visualizar as configura es do BIOS l Password check define quando a senha ser solicitada a cada vez que inicializar o sistema ou apenas quando entrar no modo de configura o do BIOS m Save amp exit setup salva a configura o no CMOS e sai do programa n Exit without saving sai do programa sem salvar as altera es e Tec Brasil Aula 8 Montagem de computadores 121 Todos os modelos de placa m e possuem BIOS que detectam automatica mente as frequ ncias de opera o da CPU barramentos e mem ria de acordo com o mode
46. a evitar que para c lulas de mem ria consecutivas fosse neces s rio retransmitir o sinal de linha Os tempos de acesso destas mem rias eram geralmente de 90 a 110 ns Utilizada nos computadores 386 486 e similares com m dulos de 8 e 32 bits c EDO DRAM Extended Data Out nesse tipo de mem ria enquanto o processador fosse lendo um dado a mem ria j procuraria outro Os tempos de acesso destas mem rias eram geralmente de 60 e 70 ns Utili zada nos computadores Pentium Pentium MMX e similares com m dulos de 32 bits d SDRAM Synchronous DRAM tem seu funcionamento sincronizado com o do chipset atrav s de um clock Por exemplo em um processador com clock externo de 100 MHz o chipset tamb m opera em 100 MHz assim como a SDRAM Os tempos de acesso destas mem rias eram ge ralmente entre 6 e 15 ns Utilizada nos computadores Pentium Pentium MMX e superiores com m dulos de 64 bits e RDRAM Rambus DRAM opera tipicamente em 400 MHz realizan do duas transfer ncias por ciclo de clock Utilizada nos computadores Pentium IV e XEON com M dulos de 16 bits a uma taxa de transfer ncia t pica de 1 6 GB s f DDR SDRAM Double Data Rate em um processador com clock externo de 100 MHz o chipset tamb m opera em 100 MHz assim como a DDR SDRAM A diferen a para a SDRAM comum que a DDR realiza duas O PC XT foi uma vers o aprimorada do IBM PC lan ado em 1981 Tinha um processador 8088 de 8 MHz 256 KB
47. a trilha que ser acessada O tempo de busca varia de acordo com a dist ncia entre as trilhas e Tempo de lat ncia o tempo em que a cabe a de leitura e grava o permanece posicionada em uma mesma trilha aguardando a passagem do setor naquele ponto para que a opera o de leitura ou escrita possa ser realizada f Taxa de transfer ncia interna determinada pelo limite m ximo no tr fego de dados entre o buffer e a superf cie do disco Quanto maior esta taxa for melhor ser o desempenho do disco g Taxa de transfer ncia a quantidade de dados que o disco pode transferir e depende basicamente do tipo de barramento h Tipo de barramento o tipo de barramento determina a forma como o disco r gido se conecta placa m e Os tipos de barramentos mais uti lizados s o IDE PATA SATA SCSI e SAS por m existem discos que uti lizam outras formas de conex o com a placa m e como USB e firewire entre outras O tipo de barramento determinar a taxa de transfer ncia Saiba mais sobre os barramentos IDE SATA SCSI e SAS na Aula 5 se o 5 2 4 e Tec Brasil Aula 4 Mem ria secund ria 55 m xima entre o disco e a placa m e A Figura 4 2 apresenta os conecto res dos principais barramentos para HDs e o Quadro 4 1 apresenta um comparativo entre as quatro principais interfaces de disco Figura 4 2 Conectores dos barramentos SCSI SAS PATA e SATA Fonte Adaptado de http www sonic84 com Home CHP
48. aca m e o soquete proporciona o encaixe do processador O soquete determina com quais processadores a placa m e compat vel A Figura 5 4 apresenta um soquete em uma placa m e e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 67 Figura 5 4 Soquete em uma placa m e Fonte http informatica hsw uol com br placas mae htm Desde os computadores 486 os soquetes s o ZIF Zero Insertion Force des tinados a facilitar as atualiza es tamb m conhecidas como upgrades de processador Estes tipos de soquetes ZIF utilizam um sistema de trava por alavanca que permite inserir e remover o processador facilmente sem precisar fazer for a evitando o risco de danos MORIMOTO 2009b Cada processador desenvolvido para utilizar um soquete espec fico de acordo com o n mero de pinos que o mesmo possui Dessa forma atual mente os processadores Intel e AMD n o compartilham nenhum soquete O Quadro 5 1 apresenta os principais soquetes os processadores e fam lia de processadores suportados Quadro 5 1 Principais soquetes de processador Soquete Pinos CPUs suportadas Fam lia CPU Socket 479 mPGA479M 479 Intel Celeron M Core 2 Duo Mobile Core Duo Core Solo Mobile Celeron Pentium Dual Core Mobile Pentium III M Pentium M VIA C7 Banias Dothan VIA Socket S1 S1g4 638 Athlon II Dual Core Mobile Phenom II Dual Core Mobile Phenom II Quad Core Mobile Phenom II Triple Core Mobile Sempron Mobile Turion II Dual Core Mobile
49. ada a mesma realizada simultaneamente nos dois discos Se um disco falhar o outro tem uma c pia id ntica a qualquer momento au mentando a seguran a c N vel 5 paridade distribu da utiliza segmenta o dos dados e inser o de C digos de Corre o de Erros ECC com paridade distribu dos em todos os discos do arranjo Desta forma os discos t m o desempenho semelhante ao n vel 0 e se um dos discos falhar a informa o pode ser recuperada atrav s do ECC e do bit de paridade dos demais discos Existem outros tipos de RAID que combinam essas t cnicas como RAID 4 RAID 6 RAID 0 1 e RAID 10 dentre outros 4 2 Discos flex veis Os discos flex veis floppy disk j foram os meios de armazenamento mais utilizados para transporte de dados entre computadores Hoje em dia muito dif cil encontr los mas sua relev ncia no contexto hist rico da evolu o dos computadores suficientemente importante para que estejam descritos nesta se o Dentre os v rios tipos de discos flex veis dispon veis estes cinco com certeza foram os mais utilizados Os discos flex veis de 5 de 360 KB e 1 2 MB Os discos flex veis de 3 de 720 KB 1 44 MB e 2 88 MB De acordo com o tamanho e tipo de disco necess rio que o computador conte com um drive de disco flex vel apropriado Na poca as principais vantagens dos discos flex veis eram o baixo custo e a portabilidade Atualmente ca ram em
50. ais componentes Figura 8 1 Placa m e e seus principais componentes Fonte Adaptado de http www mygarage ro attachments cooling 212349d1351340916 rezolvat ventilator 5139_big jpg e Tec Brasil Aula 8 Montagem de computadores 107 a Conector de energia ATX 12 volts 2 2 pinos o conector de energia de 12 V fornece principalmente energia para a CPU Caso o conector de energia de 12 V n o esteja conectado o computador n o ligar b Soquete do processador c Slots de mem ria DDR3 dual channel d Conector principal de energia ATX 2 12 pinos com o uso do co nector de energia a fonte de alimenta o pode fornecer energia est vel suficiente para todos os componentes na placa m e O conector de ener gia possui um desenho que impede a conex o de forma incorreta Caso a fonte utilizada n o proporcione energia suficiente poder resultar em um sistema inst vel ou incapaz de iniciar e Chipset f BIOS g Conectores SATA 6 Gb s SATA 3 h Conector de ventoinha da fonte de alimenta o PWR_FAN 3 pinos i Conectores SATA 3 Gb s SATA 2 j Jumper limpar CMOS CLR_CMOS use este jumper para limpar os va lores CMOS exemplo informa o de data e configura es BIOS e re torne os valores CMOS s predefini es de f brica Para limpar os valores de CMOS coloque a capa do jumper nos dois pinos para causar curto tempor rio dos dois pinos ou use um objeto de metal como uma chav
51. alto consumo Esse formato de pla ca m e foi desenvolvido para computadores de baixo custo e altamente integrados Certo tempo depois foi lan ado o Mini ITX com dimens es de 17 17 cm As placas m e Mini ITX possuem s um slot de expans o e v rias fun es embutidas como udio rede v deo entre outros Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 82 Figura 5 12 Tipos de placa m e Fonte Adaptado de http www unlogic se blogs myblog post mini itx bug file blog itx VIA_Mini ITX_Form_Factor_Com parison_resize jpg 5 3 3 Formato BTX Devido evolu o dos componentes da placa m e entre eles o clock com frequ ncias elevadas e produ o de maior calor houve a necessidade de criar um formato que suportasse as caracter sticas de novos componentes A partir de 2003 foi introduzido um novo formato de placa m e denominado BTX Balanced Technology eXtended O principal objetivo desse formato era melhorar alguns aspectos do formato ATX os quais n o eram mais eficien tes como por exemplo o aumento do consumo de energia do ru do e da temperatura Nesse formato tanto a placa m e quanto o gabinete s o maiores e o fluxo de ar dentro do gabinete melhorado de forma a permitir a ventila o sobre o processador Os slots de expans o existentes no BTX s o um PCI Express x16 dois PCI Express x1 e quatro slots padr o PCI SILVA DATA PAULA 2009 Resumo Nessa aula voc conheceu os detalhes e os componentes de uma
52. ambus que atualmente est o em desuso A Figura 3 2 apresenta os principais m dulos de mem ria Figura 3 2 Principais m dulos de mem ria Fonte CTISM adaptado pelos autores de http www sonic84 com Home CHP_v1 html Existem m dulos de mem ria com C digo de Corre o de Erro ECC Error Correcting Code e paridade que permitem detectar e corrigir alguns erros que podem ocorrer nas opera es de leitura e escrita Esses m dulos s o normalmente usados em servidores e aplica es cr ticas pois s o um pouco mais lentas e com um custo bem mais elevado As mem rias convencionais s o denominadas non ECC O Quadro 3 1 apresenta um comparativo com a evolu o da mem ria nos ltimos 30 anos com uma melhoria significativa na taxa de transfer ncia Os m dulos de mem ria convencionais para computadores desktop vendidos atualmente s o os SDRAM DIMM DDR3 non ECC e Tec Brasil Aula 3 Mem ria 47 Quadro 3 1 Evolu o dos m dulos de mem ria nos ltimos 30 anos Tipo Tempo de acesso Frequ ncia Taxa transfer ncia SIPP 80 120 ns 8 10 MHz 8 a 10 MB s SIMM 30 70 110 ns 10 15 MHz 40 a 60 MB s SIMM 72 EDO 60 70 ns 15 MHz 60 a 120 MB s DIMM 6 15 ns 66 133 MHz 800 a 1064 MB s DDR 5 10 ns 100 200 MHz 1600 a 3200 MB s DDR2 3 1 10 ns 100 325 MHz 3200 a 10400 MB s DDR3 5 10 ns 100 266 MHz 6400 a 19200 MB s Fonte Autores 3 5 1 C
53. anais de mem ria Outra forma de aumentar o desempenho da mem ria a utiliza o de canais adicionais de conex o da mem ria com a CPU usando os simultaneamente a Dois canais dual channel expande o barramento para 128 bits b Tr s canais triple channel expande o barramento para 192 bits c Quatro canais quad channel expande o barramento para 256 bits Para utilizar mais de um canal simultaneamente os m dulos de mem ria devem ser iguais ou compat veis em termos de tempo de acesso e lat ncia Atualmente praticamente todas as placas m e suportam os recursos de uso de mais de um canal de mem ria de modo simult neo 3 5 2 Temporiza o dos m dulos de mem ria As mem rias DDR DDR2 e DDR3 s o classificadas de acordo com a frequ n cia e taxa de transfer ncia m xima que conseguem operar bem como suas temporiza es Temporiza es indicam a quantidade de pulsos de clock que a mem ria demora para realizar em uma determinada opera o A temporiza o ou lat n cia indicada com n meros como 3 4 4 8 5 5 5 15 7 7 7 21 ou 9 9 9 24 Quanto menor forem esses n meros melhor A mem ria organizada internamente em forma de matriz onde os dados s o armazenados na interse o de linhas e colunas Para acessar cada um desses dados necess rio o envio da linha e da coluna que o circuito vai acessar Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 48 A temporiza o ou lat ncia possui as seg
54. ao receber um impulso el trico Cada ponto da tela composto de uma pequena quantidade do material que depois de receber os filamentos e outros componentes necess rios se comporta como um pequeno LED emitindo luz MORIMOTO 2007c Como essa tela possui luz pr pria n o necessita de luz de fundo ou luz late ral e ocupa menos espa o Como se torna obscuro quando n o polarizado consome menos energia e produz o preto real que os monitores LCDs n o conseguem pois n o obstruem completamente a luz de fundo Essa tecno logia considerada a sucessora dos monitores LCD e de plasma 7 2 Teclado O teclado um dispositivo de entrada de dados para um computador A maior parte dos teclados utiliza chaves e circuitos para converter cada tecla pressionada em um sinal que o computador possa entender Em geral um teclado tem entre 80 e 110 teclas entre elas est o teclas alfanum ricas teclas de fun o e teclas de controle Atualmente existem v rios tipos de modelos de teclados como os ergon mi cos os com teclas multim dia com ilumina es flex veis entre outros recursos Os teclados mais usuais hoje em dia s o de tr s tipos Personal System 2 PS 2 Universal Serial Bus USB e wireless 7 3 Mouse O mouse um dispositivo que controla um cursor tamb m conhecido como ponteiro na tela do computador Ele um meio de comunica o entre o usu rio e o computador ALECRIM 2008 Os mouses utilizados pelos
55. aos slots de expans o os slots de expans o da placa m e tamb m devem ser averiguados para saber a quantidade e os tipos que ela possui Alguns exemplos de slots de expans o s o PCI PCI Express entre outros Esses slots s o importantes pois possibilitam ampliar as funciona lidades de um computador atrav s da conex o de novos componentes d Suporte interface para dispositivos de entrada e sa da im portante que a placa m e ofere a suporte s interfaces que conectam dispositivos respons veis pela entrada e sa da de dados no computador como PS 2 serial ATA SATA USB etc Outros itens que merecem aten o em uma placa m e s o a BIOS Basic Input Output System programa de computador gravado pelo fabricante na mem ria ROM necess rio para inicializar a placa m e checar os dispositivos instalados e carregar o sistema operacional b Chipset define as caracter sticas da placa m e Na se o 5 2 3 o chipset abordado com mais detalhes c Tipo do gabinete a placa m e possui dimens es de acordo com o modelo e necess rio um gabinete correspondente ao seu tamanho SILVA DATA PAULA 2009 Para entender o funcionamento de uma placa m e necess rio conhecer as caracter sticas b sicas de seus componentes como o soquete os slots de expans o o chipset e os barramentos 5 2 1 Soquete Soquete corresponde a um ou mais orif cios no qual s o encaixados plugues ou pinos Na pl
56. as m os secas e toque num objeto de metal primeiramente para eliminar a eletricidade est tica Antes de ligar a energia verifique se a voltagem da fonte de alimenta o est de acordo com o padr o local de voltagem Para evitar danos placa m e n o permita que parafusos entrem em contato com os circuitos da placa m e ou seus componentes Certifique se de n o esquecer parafusos ou componentes de metal colo cados na placa m e ou dentro do gabinete do computador 8 3 Instala o da CPU e do cooler da CPU Antes de come ar a instalar a CPU certifique se de que o soquete da CPU na placa m e compat vel com a CPU e siga os seguintes passos a Pressione a alavanca do soquete da CPU para baixo e para longe do soquete e em seguida levante completamente a alavanca do soquete da CPU com a placa met lica Remova a tampa de soquete da CPU confor me mostra a Figura 8 5 mantendo o dedo indicador sobre a faixa trasei ra da tampa de soquete e deslizando a extremidade frontal pr ximo marca REMOVER removendo a tampa N O toque nos contatos do soquete Para proteger o soquete de CPU mantenha sempre a cobertura de prote o do soquete quando a CPU n o estiver instalada Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 112 Figura 8 5 Removendo a tampa da CPU Fonte Gigabyte 2012 b Localize os chanfros de alinhamento no soquete de CPU na placa m e e as marca es na CPU conforme a Figura 8 6 Figura
57. bits overclocking o nome que se d ao processo de for ar um componente de um computador a rodar numa frequ ncia mais alta do que a especificada pelo fabricante e pode ser usado para aumentar o desempenho do hardware Os consoles de video game usam processadores RISC com o Xbox e o Wii uti lizando processadores PowerPC e o PlayStation 3 usando um processador Cell 2 4 Evolu o dos processadores Os processadores t m apresentado uma evolu o constante no desempenho especialmente devido miniaturiza o dos componentes Isso tem permitido produzir processadores mais r pidos menores e com menor custo Desde a d cada de 1960 o desempenho e o n mero de transistores que formam o processador dobra a cada 18 ou 24 meses de acordo com a Lei de Moore MOORE 1965 Originalmente a Lei de Moore MOORE 1965 n o se referia ao desempe nho mas apenas ao n mero de transistores em processadores m dulos de mem ria e outros circuitos Entretanto a sofistica o dos circuitos tem uma rela o direta com o desempenho Al m disso novas t cnicas de fabrica o permitem tamb m aumentar o clock aumentando a quantidade de instru es executadas por segundo A busca por aumento no desempenho dos processadores constante As principais evolu es nos processadores para obter um maior desempenho s o atrav s das seguintes t cnicas a Aumento do clock overclocking permite executar mais instru es por segund
58. cisa armazenar temporaria mente pelo menos alguma parte dos dados que est o sendo trabalhados A mem ria um dispositivo eletr nico que tem a capacidade de armazenar essas informa es e fornec las quando solicitadas O computador precisa tamb m ser capaz de movimentar os dados entre ele e o mundo exterior Um sistema computacional cont m dispositivos que s o usados como origem ou destino dos dados denominados perif ricos Quando os dados s o recebidos ou enviados a esses perif ricos o processo conhecido como entrada sa da E S O computador o respons vel por processar os dados e transform los em informa o atrav s da execu o de instru es em linguagem de m quina baixo n vel que o processador capaz de executar Para que um problema possa ser resolvido pelo computador necess rio criar um algoritmo computacional composto por uma sequ ncia de passos ou a es que determinam a solu o do problema e a respectiva codifica o usando uma linguagem de alto n vel que mais f cil de ser escrita Essa codifica o transforma o algoritmo num programa software As principais etapas de um algoritmo para a obten o de uma solu o com putacional s o a Elabora o do algoritmo computacional referente ao problema b Codifica o do algoritmo numa linguagem de alto n vel programa fonte c Tradu o ou compila o do programa fonte para o c digo correspon dente em linguagem de
59. com a execu o l gica de um programa A organiza o de computadores se refere s unidades estruturais e seus relacionamentos l gicos e eletr nicos STALLINGS 2010 Os computadores eletr nicos digitais recebem essa denomina o porque s o desenvolvidos a partir de circuitos eletr nicos e s o capazes de realizar c lculos opera es l gicas e movimenta o de dados entre o processador seus dispositivos de armazenamento e de entrada e sa da Os sistemas digitais em seu n vel mais baixo representam as informa es somente atrav s de d gitos Num n vel mais alto estes d gitos codificados formam diferentes combina es capazes de representar qualquer tipo de informa o As informa es normalmente s o representadas internamente por sinais el tricos bin rios que podem ser somente os valores 0 ou 1 correspondendo a estar ligado ou desligado ter energia ou n o num circuito onde 5 volts representam o d gito 1 e 0 volt representa o d gito 0 hardware a parte f sica do computador formada por componentes e circuitos eletr nicos O que diferencia um computador de um equipamento eletr nico a capacidade de poder executar qualquer programa que seja carregado em sua mem ria e Tec Brasil Aula 1 Introdu o arquitetura de computadores 15 Desta forma o computador digital um sistema digital bin rio pois a infor ma o representada nele somente atrav s dos d gitos bin rios 0 e 1 U
60. controle de velocidade da ventoinha da CPU x Conectores do painel traseiro conectores dos dispositivos on board da placa m e A Figura 8 4 apresenta os conectores do painel traseiro e na sequ ncia a sua descri o Figura 8 4 Conectores do painel traseiro Fonte Gigabyte 2012 a Porta USB 2 0 1 1 b Porta teclado mouse PS 2 c Porta paralela d Porta serial e Conector de sa da S PDIF optical f Porta USB 3 0 2 0 g Porta RJ 45 LAN h Conector de entrada de udio azul i Conector de sa da de udio verde j Conector de entrada do microfone rosa e Tec Brasil Aula 8 Montagem de computadores 111 8 2 Precau es para instala o A placa m e cont m in meros circuitos eletr nicos e componentes delicados que podem ser danificados por uma descarga eletrost tica ESD Antes da instala o leia atentamente o manual do usu rio e siga esses procedimentos GIGABYTE 2012 Sempre desconecte o cabo de energia da tomada antes de instalar remo ver a placa m e ou outros componentes de hardware Ao conectar componentes de hardware nos conectores internos da placa m e certifique se que estejam conectados firmemente e de maneira segura Ao manusear a placa m e evite tocar nos condutores de metal ou conectores aconselh vel usar uma pulseira de descarga eletrost tica ESD ao ma nusear componentes eletr nicos Caso n o possua pulseira ESD man tenha
61. daptadores de rede wireless Com a presen a cada vez maior das redes wireless faz se necess rio conhecer os principais adaptadores que podem ser utilizados para este fim Os adapta dores podem funcionar com um ou mais padr es apresentados no Quadro 6 1 Quadro 6 1 Padr es de comunica o de adaptador wireless Padr o IEEE Frequ ncia Velocidade 802 11a 5 GHz 54 Mbps 802 11b 2 4 GHz 11 Mbps 802 11g 2 4 GHz 54 Mbps 802 11n 2 4 GHz e ou 5 GHz 65 a 600 Mbps Fonte Autores Existem basicamente dois tipos de adaptador de rede wireless dispon veis a Adaptador de rede wireless USB para utiliz la necess rio que o computador ou notebook em quest o tenha uma porta do tipo USB A Figura 6 7 apresenta um adaptador de rede wireless USB Figura 6 7 Adaptador de rede wireless USB Fonte http www 7735 com pt sale leolink placa de rede wireless usb ck776 e Tec Brasil Aula 6 Placas de expans o 93 b Placa de rede wireless avulsa geralmente utilizam um slot do tipo PCI convencional em desktops Para a utiliza o em laptops s o oferecidas atra v s de um cart o PC Card ou ExpressCard importante lembrar que ao ad quirir uma placa de rede wireless necess rio verificar o padr o de funciona mento da mesma observando se ela compat vel com os demais dispositivos wireless da rede SILVA 2010 A Figura 6 8 apresenta uma placa wireless Figura 6 8 Placa de rede wireless Fonte http
62. de Federal de Santa Maria para a Rede e Tec Brasil C933 Cristo Fernando de Arquitetura de computadores Fernando de Cristo Evandro Preuss Roberto Franciscatto Frederico Westphalen Universidade Federal de Santa Maria Col gio Agr cola de Frederico Westphalen 2013 125 p il ISBN 978 85 63573 26 1 1 Inform tica 2 Arquitetura de computadores I Cristo Fernando de II Preuss Evandro III Franciscatto Roberto IV Universidade Federal de Santa Maria Col gio Agr cola de Frederico Westphalen V T tulo CDU 004 2 Bibliotec ria Nataly Soares Leite CRB 10 1981 e Tec Brasil 3 Apresenta o e Tec Brasil Prezado estudante Bem vindo a Rede e Tec Brasil Voc faz parte de uma rede nacional de ensino que por sua vez constitui uma das a es do Pronatec Programa Nacional de Acesso ao Ensino T cnico e Emprego O Pronatec institu do pela Lei n 12 513 2011 tem como objetivo principal expandir interiorizar e democratizar a oferta de cursos de Educa o Profissional e Tecnol gica EPT para a popula o brasileira propiciando cami nho de o acesso mais r pido ao emprego neste mbito que as a es da Rede e Tec Brasil promovem a parceria entre a Secretaria de Educa o Profissional e Tecnol gica SETEC e as inst ncias promotoras de ensino t cnico como os Institutos Federais as Secretarias de Educa o dos Estados as Universidades as Escolas e Col gios Tecnol gicos e o Sistema S
63. de acordo com o gabinete no qual ser o instaladas 5 3 1 Formatos AT e Baby AT Introduzido a partir dos computadores 286 o formato AT de placas m e media 36 32 cm Devido ao seu tamanho essa placa tinha um alto custo para sua produ o Em 1986 foi introduzido o formato Baby AT Esse formato de placa m e media 24 33 cm e era utilizado nas placas m e para computa dores 286 386 486 e Pentium al m de ser utilizado nas placas usadas nos micros K6 2 e K6 3 produzidas at o final de 2002 Como caracter stica principal das placas Baby AT todos os conectores com exce o do teclado eram presos no gabinete e ligados placa m e atrav s de cabos flat Dessa forma a montagem dos computadores tornava se um pouco mais trabalhosa sem contar que o emaranhado de cabos dentro do gabinete prejudicava a ventila o Vale salientar tamb m que existiram as placas m e Baby AT de tamanho reduzido com 24 24 cm e tamb m 22 22 cm conhecidas como micro AT 5 3 2 Formato ATX O formato ATX Advanced Technology Extended trouxe um conjunto de modifica es importantes como o painel traseiro que concentra os conec tores do teclado mouse porta serial portas USB e tamb m conectores de v deo som e rede integrados tamb m chamados de dispositivos onboard e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 81 As principais caracter sticas do formato ATX s o Conectores das portas seriais e paralelas s o soldados na placa m e Dest
64. desuso devido sua baix ssima capacidade de armazenamento e taxa de transfer ncia comparada a outros dispositivos utilizados para as mesmas finalidades Os drives de estado s lido tamb m suportam o uso de RAID e Tec Brasil Aula 4 Mem ria secund ria 57 4 3 Discos ticos Os discos ticos s o um dos meios de armazenamento mais utilizados para grava o e distribui o de programas udio e v deo Os discos ticos possuem caracter sticas similares as dos discos flex veis como baixo custo drive e m dia remov vel facilitando seu transporte As maio res vantagens est o na elevada capacidade de armazenar dados e taxas de transfer ncia mais altas Existem v rios tipos de discos ticos sendo os mais comuns os CDs DVDs e BDs 4 3 1 CD O Compact Disc CD normalmente tem capacidade de armazenamento de 700 MB Existem basicamente tr s tipos de CDs a CDROM j vem com seus dados gravados de f brica e n o permite que novos dados sejam gravados ou que os existentes sejam apagados ou alterados b CD R permite que dados sejam gravados nele pelo usu rio atrav s de um gravador de CDs por m esses dados n o podem ser alterados e nem exclu dos c CD RW permite que tanto grava es como o conte do sejam apaga dos Esse processo pode ser repetido diversas vezes neste tipo de m dia 4 3 2 DVD O Digital Versatile Disc DVD um disco tico com maior capacidade de armazenamento e maiores taxas
65. do em Inform tica pela Pontif cia Universidade Cat lica do Rio Grande do Sul PUCRS Atualmente professor da Universidade Federal de Santa Maria UFSM Tem experi ncia na rea de Ci ncia da Computa o com nfase em Linguagens de Programa o Sistemas Operacionais e Arquitetura de Computadores atuando principalmente nos seguintes temas programa o internet e sistemas distribu dos Roberto Franciscatto possui gradua o em Inform tica pela Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Miss es URI e mestrado em Com puta o Aplicada pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos UNISINOS RS Atualmente professor da Universidade Federal de Santa Maria UFSM Tem experi ncia em Sistemas Operacionais Multiplataforma Ger ncia de Redes de Computadores Seguran a da Informa o Aplica es para Web e Desen volvimento de Aplicativos para Dispositivos M veis utilizando as tecnologias J2ME e Android e Tec Brasil 125
66. dor que o principal componente de qualquer sistema computa dorizado e como ele funciona Depois voc ter contato com importantes informa es sobre os diversos componentes que formam os sistemas de mem ria dos computadores Na aula cinco a vez de estudar sobre a placa m e que respons vel por interligar o processador com todos os demais componentes do sistema As aulas seis e sete abordam as placas de expans o e os perif ricos Na ltima aula apresentada uma sequ ncia de passos necess ria para a montagem e configura o de um computador Tenha uma boa leitura e lembre se procure n o se ater apenas ao conte do deste caderno Pesquise mais e aprofunde seus conhecimentos discutindo os com seu tutor e colegas e Tec Brasil 13 Disciplina Arquitetura de Computadores carga hor ria 60h Ementa Conhecer a arquitetura b sica dos computadores modernos apre sentando o modelo Von Neumann identificando os componentes b sicos que s o CPU mem ria barramento e I O Fazer a montagem e desmontagem de computadores manipulando as pe as seguindo as normas de seguran a definidas em laborat rio Compreender a linguagem dos manuais de usu rio que acompanham os perif ricos AULA OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM MATERIAIS CARGA HOR RIA horas 1 Introdu o arquitetura de computadores Compreender os conceitos b sicos relacionados aos computadores seus componentes e a forma como os progra mas s o
67. e de fenda para tocar os dois pinos durante alguns segundos Sempre desligue o seu computador e desconecte o cabo de energia da tomada antes de limpar os valores de CMOS Depois de limpar os valores de CMOS e antes de ligar o seu computador certifique se de remover a capa do jumper A falha em faz lo pode causar danos placa m e Ap s o rein cio do sistema ir para configura o do BIOS para carregar os padr es de f brica ou configure manualmente o BIOS Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 108 k Conectores do painel frontal possuem os conectores do interruptor de energia Power SW bot o de reinicializa o Reset SW LED do HD HDD Led e LED de energia Power Led Opcionalmente podem ser co nectados o alto falante do sistema o conector de intrus o no gabinete e um LED de indica o de baixo consumo de energia stand by A Figura 8 2 apresenta os pinos dos conectores do painel frontal Figura 8 2 Pinos dos conectores do painel frontal Fonte Adaptado de Gigabyte 2012 l Conectores USB 2 0 1 1 cada conector pode fornecer duas portas USB sendo cada uma composta por 4 pinos VCC D D e GND A Figura 8 3 apresenta os pinos do conector USB Figura 8 3 Pinos do conector USB Fonte CTISM adaptado dos autores e Tec Brasil Aula 8 Montagem de computadores 109 Dependendo do modelo e marca do gabinete o cabo para conectar na porta USB pode ter Um nico conector que impede a conex o i
68. e bits por segundo e seus m ltiplos s o 103 O Quadro 1 2 apresenta as unidades de medidas de transfer ncia de dados e a quantidade de bits por segundo Quadro 1 2 Unidades de medida de transfer ncia em bits por segundo Expoente Unidade Abreviatura Valor expl cito 100 bit 1 bps 1 bit por segundo 103 kilobit 1 Kbps 1 000 bits por segundo 106 megabit 1 Mbps 1 000 000 bits por segundo 109 gigabit 1 Gbps 1 000 000 000 bits por segundo 1012 terabit 1 Tbps 1 000 000 000 000 bits por segundo 1015 petabit 1 Pbps 1 000 000 000 000 000 bits por segundo 1018 exabit 1 Ebps 1 000 000 000 000 000 000 bits por segundo 1021 zetabit 1 Zbps 1 000 000 000 000 000 000 000 bits por segundo 1024 yotabit 1 Ybps 1 000 000 000 000 000 000 000 000 bits por segundo Fonte Autores Alguns dispositivos apresentam a sua taxa de transfer ncia em bytes por segundo Observe que deve haver uma convers o dividindo por 8 a quantidade em bits por segundo O Quadro 1 3 a seguir apresenta a equival ncia entre bits por segundo bps ou bits s e bytes por segundo Bps ou B s Quadro 1 3 Equival ncia de bits por segundo para bytes por segundo Expoente Unidade Abreviatura Valor nominal Equival ncia bits s 20 byte por seg 1 B s 1 byte s 8 bp s 210 kilobyte por seg 1 KB s 1024 bytes s 8 Kbp s 220 megabyte por seg 1 MB s 1 048 576 bytes s 8 Mbp s 230 gigabyte por seg 1 GB s 1 073 741 824 bytes s
69. e circuito impresso que diferen cia as boas placas m e das ruins Uma placa de circuito impresso constitu da por pequenas trilhas de cobre por onde circula a corrente el trica Atrav s delas s o conduzidos sinais de controle e de alimenta o dos componentes da placa Cada placa que comp e a placa m e possui pontos de contato que fazem a comunica o entre as mesmas e formam a placa m e SILVA DATA PAULA 2009 A Figura 5 1 apresenta uma placa m e t pica e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 63 Figura 5 1 Placa m e Fonte http www guiadopc com br series 26563 hardware para iniciantes parte 5 placa mae html 5 1 Componentes O componente b sico da placa m e o PCB Printed Circuit Board a placa de circuito impresso onde s o soldados os demais componentes Apesar de apenas duas faces serem vis veis o PCB da placa m e composto por um total de 4 a 10 placas com 8 a 20 faces Cada uma delas possui parte das trilhas necess rias e s o unidas atrav s de pontos de solda estrategicamente posicionados A maior parte dos componentes da placa incluindo os resistores MOSFETs Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ou transistor de efeito de campo metal xido semicondutor e chips em geral utilizam solda de superf cie por isso dif cil substitu los manualmente mesmo que voc saiba os componentes defeituosos Os menores componentes da placa s o os resistores e os capacitores cer micos e s o in
70. ecursos de apoio links exerc cios 06 Projeto instrucional AULA OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM MATERIAIS CARGA HOR RIA horas 7 Perif ricos Conhecer alguns detalhes dos principais perif ricos usados nos computadores atuais Ambiente virtual plataforma Moodle Apostila did tica Recursos de apoio links exerc cios 06 8 Montagem de computadores Conhecer e identificar os principais componentes de um computador e os detalhes relacionados montagem e manuten o Ambiente virtual plataforma Moodle Apostila did tica Recursos de apoio links exerc cios 10 e Tec Brasil 14 e Tec Brasil Aula 1 Introdu o arquitetura de computadores Objetivos Compreender os conceitos b sicos relacionados aos computadores seus componentes e forma como os programas s o executados 1 1 Computador Um computador uma m quina composta de partes eletr nicas e eletrome c nicas hardware capaz de coletar manipular e fornecer os resultados de informa es para um ou mais objetivos Para ser considerado um computador ele precisa ter processador mem ria e dispositivos de entrada e ou sa da que podem ser utilizados de modo eficiente na solu o dos tipos de problemas os quais possuem uma grande complexidade ou um grande volume de dados A arquitetura de computadores se refere ao comportamento de um sistema computacional vis vel para o programador ou seja aos aspectos relacionados
71. eiam se no modelo idealizado por Von Neumann Figura 1 2 em 1946 baseado em cinco componentes principais MURDOCCA HEURING 2000 Unidade de entrada prov instru es e dados ao sistema Unidade de mem ria armazena os dados do sistema Unidade l gica e aritm tica processa os dados Unidade de controle controla a execu o das instru es e o processa mento dos dados Unidade de sa da apresenta os resultados dos dados processados Figura 1 2 Modelo Von Neumann de um computador digital Fonte CTISM adaptado de Murdocca Heuring 2000 Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 18 O aspecto mais importante do modelo de Von Neumann o programa arma zenado na mem ria do computador juntamente com os dados a serem processados Ap s o programa ser armazenado na mem ria em uma s rie de endere os consecutivos o processador inicia a execu o do programa O primeiro endere o de um programa cont m necessariamente uma instru o para o processador Para realizar o processamento a unidade de controle busca a instru o que estiver armazenada no primeiro endere o de mem ria onde se encontra o programa Em seguida essa instru o decodificada ou seja o processador define o c digo de opera o daquela instru o em particular O passo seguinte a execu o da instru o seguido de outro passo o arma zenamento do resultado caso seja necess rio Nes
72. essadores RISC ou CISC n o existe praticamente nenhum processador atualmente que siga estritamente uma das duas filosofias combinando caracter sticas das duas arquiteturas por quest es de desempenho Originalmente todos os processadores Intel e AMD para os PCs eram pura mente CISC enquanto que os processadores dos Macintosh e video games eram RISC Atualmente os processadores Intel e AMD continuam disponibilizando para os programadores um conjunto de instru es CISC por m internamente s o implementados como se fossem RISC com diversos est gios para transformar as instru es CISC dos programas em instru es semelhantes s instru es RISC para serem executadas pelo hardware Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 34 Em 1965 Gordon Moore cofundador da Intel publicou um artigo constatando que a miniaturiza o dos componentes estava permitindo dobrar o n mero de transistores em circuitos integrados a cada ano Essa tend ncia deveria se manter por pelo menos mais 10 anos Em 1975 a previs o foi atualizada profetizando que o n mero passaria a dobrar a cada 24 meses Isso ficou conhecido como a Lei de Moore O overclocking pode resultar em superaquecimento do processador instabilidade no sistema e pode danificar o hardware Quanto maior o n mero de bits de um processador de um computador ou de um video game mais informa o ele processa por vez Normalmente encontramos CPUs de 16 32 ou 64
73. esta es de trabalho que s o utilizados como servidores de rede Os servidores normalmente s o desenvolvidos para suportar um n mero maior de processadores mais conex es de rede mais espa o de armazenamento em disco e seus com ponentes permitem que o mesmo fique ligado de forma ininterrupta Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 24 g Conjunto de esta es de trabalho ou cluster s o v rios computa dores pessoais ou esta es de trabalho conectados por uma rede de alto desempenho executando um software especial que permite a todas as m quinas trabalharem juntas em uma nica tarefa como se fosse um nico supercomputador h Mainframes s o grandes computadores descendentes diretos dos computadores da d cada de 1960 Eles podem manipular e processar um grande volume de dados e ter milhares de conex es simult neas Seu uso adequado para empresas que h d cadas trabalham com programas dessa natureza como os bancos por exemplo i Supercomputador um computador com alt ssimo desempenho de processamento e grande capacidade de mem ria para aplica es que exigem c lculos complexos e tarefas intensivas S o constru dos com mi lhares de processadores interconectados por um barramento espec fico 1 8 Unidades m tricas nos sistemas computacionais Os computadores digitais processam a informa o atrav s de bits Um bit a menor unidade num sistema digital e pode assumir o valor 0 ou 1 O ag
74. etura vetorial possui uma grande capacidade de executar c lculos simult neos sobre um conjunto de dados No in terior desse tipo de processador h dezenas centenas ou milhares de unidades especificamente dedicadas a c lculos capazes de operar simul taneamente Desta forma quando um programa efetua certa opera o sobre todos os dois mil elementos de um vetor e o processador disp e de por exemplo duzentas unidades capazes de efetuar c lculos as duas mil opera es s o distribu das pelas duzentas unidades internas e todo o trabalho realizado em um cent simo do tempo gasto para efetuar a mesma opera o usando uma CPU convencional h Utiliza o de arquitetura VLIW Very Long Instruction Word tira proveito do paralelismo em n vel de instru o pois executa um grupo de instru es ao mesmo tempo Um compilador garante que as instru es Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 36 A tecnologia hiperthreading da Intel simula o dobro de CPUs e aumenta o desempenho de um processador em torno de 10 a 20 Apesar de parecer que h o dobro de CPUs o desempenho bem pr ximo ao n mero de CPUs reais mas isto pode variar de acordo com a aplica o Os principais processadores atuais tanto da Intel quanto da AMD possuem mais de um n cleo A Intel produz processadores com 2 4 e 6 n cleos e a AMD produz modelos com 2 3 4 e 6 n cleos a serem processadas n o tenham depend ncias entre si permitind
75. executados Ambiente virtual plataforma Moodle Apostila did tica Recursos de apoio links exerc cios 08 2 Processador Compreender o funcionamento de um processador e sua comunica o com os demais componentes do computador Conhecer os principais aspectos que diferenciam os processadores comerciais atuais e os fatores que afetam seu desempenho Ambiente virtual plataforma Moodle Apostila did tica Recursos de apoio links exerc cios 08 3 Mem ria Compreender os conceitos relacionados mem ria principal de um computador sua import ncia e influ ncia para a computa o bem como seus tipos e caracter sticas Ambiente virtual plataforma Moodle Apostila did tica Recursos de apoio links exerc cios 08 4 Mem ria secund ria Compreender os conceitos relacionados ao uso de dispositivos de mem ria que permitam manter a informa o ap s o desligamento Ambiente virtual plataforma Moodle Apostila did tica Recursos de apoio links exerc cios 06 5 Placa m e Conhecer os principais componentes de uma placa m e suas funcionalidades e os detalhes dos principais barramentos Ambiente virtual plataforma Moodle Apostila did tica Recursos de apoio links exerc cios 08 6 Placas de expans o Conhecer os principais detalhes das placas de expans o que podem ser conectadas num computador Ambiente virtual plataforma Moodle Apostila did tica R
76. fas que resultam nas imagens exibidas no monitor de v deo do computador ALECRIM 2011b A Figura 6 1 apresenta uma placa de v deo Figura 6 1 Placa de v deo Fonte http info abril com br noticias tecnologia pessoal placas de video vao ficar ate 50 mais caras 30072009 39 shl e Tec Brasil Aula 6 Placas de expans o 85 A qualidade de uma placa v deo est associada a algumas caracter sticas SILVA DATA PAULA 2009 a GPU processador de v deo b Mem ria de v deo utilizada na forma o de imagens no monitor c Barramento interno forma como a GPU se comunica com a mem ria de v deo d Barramento de expans o forma como a placa de v deo se conecta ao computador 6 1 1 Padr es de placas de v deo Como forma de indicar o padr o da placa de v deo por muito tempo foi utilizada uma m trica que fazia a combina o de informa es referentes a resolu es e cores Os principais padr es de placas de v deo s o a MDA Monochrome Display Adapter padr o de placa de v deo utili zado nos primeiros computadores Exibia 80 colunas com 25 linhas de caracteres e suportava apenas duas cores Este padr o foi utilizado prin cipalmente em computadores que faziam uso de linhas de comando Al m disso a mem ria de v deo possu a tamanho de 4 KB b CGA Color Graphics Adapter permitia resolu o gr fica colorida de at 640 200 pixels com duas cores O padr o CGA foi lan ado com o P
77. feituosos a placa volta a funcionar normalmente MORIMOTO 2007a Um sinal vis vel de um capacitor com problema quando ele fica estufado e em alguns casos o eletr lito pode vazar do seu interior corroendo as trilhas e outros componentes pr ximos causando danos ao equipamento Como os contatos dos capacitores s o soldados na parte inferior da placa poss vel substituir capacitores estufados ou em curto usando um simples ferro de solda permitindo consertar ou estender a vida til da placa Atualmente os fabricantes est o oferecendo placas com capacitores de estado s lido chamados de Conductive Polymer Aluminum que embora custem mais n o s o suscet veis aos problemas de durabilidade que caracterizam os capacitores eletrol ticos A Figura 5 3 apresenta os capacitores de estado s lido Figura 5 3 Capacitores de estado s lido Fonte Morimoto 2007a 5 2 Detalhes da placa m e Quanto escolha da placa m e ideal preciso verificar alguns detalhes impor tantes quanto ao suporte a outros componentes do computador tais como a Suporte ao processador importante analisar quais os modelos de processadores que a placa m e suporta e o tipo de encaixe de soquete do processador Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 66 b Suporte a mem ria RAM necess rio saber a quantidade m xima de mem ria RAM que a placa m e aceita a tecnologia dos m dulos de mem ria e os tipos dos slots c Suporte
78. hecendo as principais t cnicas que permitiram que os processadores melhorassem consideravelmente seu desempenho nas ltimas d cadas al m de aprender alguns aspectos sobre a avalia o do desempenho de um computador Atividades de aprendizagem 1 Onde os dados s o processados no computador 2 Quais as principais t cnicas utilizadas nas CPUs que permitiram o aumento no desempenho 3 Como poss vel avaliar o desempenho de um computador Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 40 e Tec Brasil Aula 3 Mem ria Objetivos Compreender os conceitos relacionados mem ria principal de um computador sua import ncia e influ ncia para a computa o bem como seus tipos e caracter sticas 3 1 Tipos de mem ria Para a computa o mem ria s o todos os dispositivos que permitem a um computador guardar dados temporariamente ou permanentemente O armazenamento de dados nos computadores divido em dois grandes grupos de dispositivos TANENBAUM 2007 a Mem ria prim ria ou principal onde os processos programas em estado de execu o e os seus dados s o armazenados para serem pro cessados pela CPU formada por dispositivos de mem ria de acesso r pido com armazenamento de um menor volume de dados que em geral n o conseguem guardar a informa o quando s o desligados b Mem ria secund ria onde os arquivos e dados s o armazenados formada por dispositivos de acesso mais lento
79. ia de mem ria com uma mem ria cache implementada normalmente na pr pria CPU Essa mem ria armazena uma c pia das instru es e dados recentemente usados e pr ximos aos recentemente usados Desta forma quando a CPU precisar acessar os dados verifica primeiro se a c pia que est na cache cont m os dados necess rios mi nimizando o acesso mem ria RAM e Utiliza o de pipelines a t cnica de pipelines permite que v rias instru es sejam sobrepostas na execu o dentro do processador PATTERSON HENNESSY 2005 Uma instru o decomposta em v rias e distintas tarefas e cada uma delas executada por diferentes partes do hardware simultaneamente Isso permite que enquanto uma instru o est sendo buscada na mem ria outra instru o esteja sendo decodificada e outra ou outras estejam em execu o no mesmo ciclo de clock f Utiliza o de arquitetura escalar e superescalar no processamento de dados escalares s o necess rios v rios ciclos para realizar as opera es sobre os dados Os processadores escalares operam sobre um dado de cada vez e se for preciso fazer a mesma opera o em mil elementos a CPU precisa repetir a opera o mil vezes Na arquitetura superescalar v rios pipelines s o constru dos pela replica o de recursos da execu o possibilitando a execu o simult nea das instru es em pipelines parale los reduzindo o n mero de ciclos necess rios g Utiliza o de arquit
80. ification em etiquetas de produtos e em cart es de felicita es para normalmente tocar uma m sica Esses dispositivos custam menos de US 1 00 b Microcontrolador s o computadores embutidos em dispositivos como eletrodom sticos carros rel gios telefones equipamentos m dicos e militares S o computadores pequenos desenvolvidos para atender uma necessidade espec fica c Computador de jogos s o os v deo games S o computadores nor mais com capacidade de som e recursos gr ficos especiais mas com software limitado e pouca capacidade de expans o d Computador port til s o computadores completos mas com dimen s es reduzidas e limita es quanto ao tamanho da tela teclado cone x es com perif ricos e capacidade de expans o Nessa categoria tam b m se enquadram os smartphones os tablets os PDAs Personal Digital Assistant e os netbooks e Computador pessoal s o os computadores convencionais usados tan to nas resid ncias quanto nas empresas para as mais diversas atividades incluindo jogos acesso internet e aplicativos Os computadores pes soais podem ser os PC Personal Computer compat veis produzidos por in meras empresas no mundo todo ou ainda os Mac da Apple No topo dos modelos de computadores pessoais est o as chamadas esta es de trabalho que nada mais s o do que um computador pessoal com grande poder de processamento f Servidores s o computadores pessoais ou
81. io de cabelo tem espessura de 70 a 80 m ou seja um transistor aproximadamente 3 500 vezes menor que a espessura de um fio de cabelo O Quadro 1 6 apresenta as unidades de medida de tamanho para os transistores Quadro 1 6 Unidades de medida de tamanho para transistores Expoente Unidade Abreviatura Valor expl cito 100 metro 1 m 1 m ou 1 000 mm 10 3 mil metro 1 mm 0 001 m ou 1 mm 10 6 micrometro 1 m 0 001 mm 10 9 nan metro 1 nm 0 000 001 mm Fonte Autores e Tec Brasil Aula 1 Introdu o arquitetura de computadores 27 Resumo Nesta aula voc conheceu os principais conceitos relacionados com os com ponentes de um computador o modo como eles interagem e como a infor ma o processada Viu tamb m que o processador s consegue processar uma informa o que est na mem ria principal e que todas as informa es s o transformadas em 0s e 1s para serem manipuladas na unidade l gica e aritm tica da CPU Por fim aprendeu que existem diferentes tipos de com putadores de acordo com sua finalidade e conheceu as diferentes unidades m tricas usadas em sistemas computacionais Atividades de aprendizagem 1 O que os computadores atuais t m em comum com os computadores das d cadas passadas 2 O que necess rio para um equipamento ser considerado um computador 3 Qual a diferen a entre um computador uma calculadora e um DVD player mem ria principal a mais r pida do siste
82. itivos Este drive normalmente ligado no conector de portas USB da placa m e e tem suporte para v rios tipos de cart es de mem ria como Compact Flash Compact UITA Microdrive Smart Media Multimedia Card MMC Secure Digital MMC micro Mini SD Micro SD SD Flash Memory Stick T Flash e MSMG A Figura 7 4 apresenta um leitor de cart o de mem ria Figura 7 4 Drive leitor gravador de cart o Fonte http www duex com br 2012 produtos 71b06894e7a8cb65465c2e832217de5e_asd jpg e Tec Brasil Aula 7 Perif ricos 105 Resumo Nessa aula voc ficou conhecendo alguns detalhes sobre os principais peri f ricos usados nos computadores com destaque para os monitores e suas diferentes tecnologias Atividades de aprendizagem 1 O que difere um tipo de monitor de outro 2 Quais os perif ricos obrigat rios para ligar um computador Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 106 e Tec Brasil Aula 8 Montagem de computadores Objetivos Conhecer e identificar os principais componentes de um computa dor e os detalhes relacionados montagem e manuten o 8 1 Identifica o e localiza o dos componentes da placa m e Para realizar a montagem de um computador necess rio identificar e conhe cer os componentes envolvidos e tomar algumas precau es para realizar a instala o sem transtornos A Figura 8 1 apresenta uma placa m e t pica de um computador atual e na sequ ncia a descri o de seus princip
83. l podem ser usados para uma variedade de fun es pelo programador S o divididos em 2 grupos podendo armazenar dados ou endere os de mem ria b Contador de programas PC Program Counter cont m o endere o de uma instru o a ser lida c Registrador da instru o IR Instruction Register cont m a instru o lida mais recentemente d Registrador de endere o de mem ria MAR Memory Address Register cont m o endere o de uma posi o de mem ria e Registrador de buffer de mem ria MBR Memory Buffer Register cont m um valor dado para ser escrito na mem ria ou o valor lido mais recentemente f Flags ou estado do programa PSW Program Status Word cont m a informa o do estado do programa e da ltima opera o l gica ou aritm tica 2 2 4 Barramentos Os barramentos s o linhas ou fios de conex o que permitem a comunica o do processador com os demais componentes Os barramentos podem ser a Barramento de dados atrav s dele trafegam os dados que s o trans mitidos ou recebidos pelo processador Os dados transmitidos podem ser enviados para a mem ria ou para um dispositivo de sa da Eles podem tamb m ser recebidos da mem ria ou de um dispositivo de entrada b Barramento de endere os utilizado pelo processador para especi ficar qual a posi o de mem ria a ser acessada ou qual o dispositivo de E S a ser ativado c Barramento de co
84. lmadoras digitais que usam o padr o DV digital v deo Uma porta Firewire de 6 pinos capaz de fornecer at 45 watts de energia quase 10 vezes mais que no USB e capaz de transmitir dados a 400 Mbits s no padr o 1394a e a 800 Mbits s 100 MB s no padr o 1394b um item de s rie nos Macs As primeiras vers es do iPod existiam apenas em vers o Firewire Por m poucos chipsets para PC possuem controladores Firewire integrados fazendo com que os fabricantes de placas m e sejam obrigados a utilizar um controlador avulso sendo oferecidas apenas nos modelos de PCs mais caros ou voltados para o mercado gr fico Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 80 5 2 4 12 Thunderbolt A interface de comunica o Thunderbolt foi desenvolvida pela Intel e lan ada no mercado em parceria com Apple em fevereiro de 2011 com o MacBook Pro O conector desta tecnologia usa o mesmo formato do Mini DisplayPort com 20 pinos e capaz de enviar dados nos padr es PCIe e DisplayPort simultaneamente O Thunderbolt capaz de enviar dados por um nico cabo de forma bidirecio nal simultaneamente e sem perda de desempenho nos dois sentidos a uma taxa de transfer ncia de at 10 Gb s 1 25 GB s em cada um dos canais O cabo no padr o Thunderbolt pode ser em cobre ou do tipo tico e at sete dispositivos podem ser conectados em uma nica porta 5 3 Padr es de formatos de placa m e As placas m e possuem diferentes formatos e medidas
85. lo instalado Alguns modelos de BIOS permitem alterar manual mente as configura es de frequ ncia da CPU barramentos e mem ria para obter um desempenho acima do especificado pelo fabricante Para alterar as configura es do BIOS que esteja protegida por senha deve se fazer o processo de limpar a configura o atrav s do jumper Clear CMOS Setup da placa m e ou removendo e recolocando a bateria Devem se esperar alguns segundos para recolocar a bateria Resumo Nessa aula voc conheceu os detalhes pr ticos da montagem e manuten o de computadores com a identifica o de cada conector as precau es na montagem e o passo a passo para realiza o da montagem Aprendeu tamb m alguns detalhes sobre a configura o do BIOS para o correto fun cionamento do computador Atividades de aprendizagem 1 Existe algum conector que permite a conex o de forma incorreta 2 Quais as pe as que podem sofrer danos durante a montagem 3 H risco de queimar algum componente se a montagem for incorreta Qual is Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 122 Refer ncias ALECRIM E Scanners 10 jul 2004 Dispon vel em lt http www infowester com scanners php gt Acesso em 23 jun 2012 ____ Placa de som principais caracter sticas 08 fev 2007 Dispon vel em lt http www infowester com placadesom php gt Acesso em 09 jul 2012 ____ Mouses funcionamento tipos e principais caracter sticas 21 abr
86. m quina programa objeto d Execu o do programa objeto execut vel pelo computador Atualmente a grande maioria dos programas desenvolvida utilizando uma linguagem de alto n vel a qual traduzida para linguagem de m quina atrav s da interpreta o ou da compila o do programa fonte Na interpreta o cada instru o expressa em linguagem de alto n vel inter pretada por um programa espec fico que est em execu o interpretador Este por sua vez executa a instru o correspondente atrav s do hardware do computador linguagem de m quina a comunica o em forma de c digos bin rios referente aos comandos que os circuitos eletr nicos do processador podem executar software S o os programas com sequ ncia de instru es que ser o interpretadas e executadas pelo processador e Tec Brasil Aula 1 Introdu o arquitetura de computadores 17 No processo de compila o um programa fonte escrito em linguagem de alto n vel transformado em instru es b sicas de um processador Essas instru es b sicas s o executadas diretamente pelos circuitos eletr nicos do computador Um programa escrito numa linguagem de baixo n vel composto de um conjunto de instru es simples executadas pelo processador Para que um computador possa executar um programa necess rio que ele esteja arma zenado na mem ria 1 2 O modelo de Von Neumann Os computadores digitais convencionais bas
87. m computador capaz de realizar basicamente quatro opera es STALLINGS 2010 a Processamento de dados b Armazenamento de dados c Movimenta o de dados d Controle A tarefa principal do computador o processamento de dados O computador capaz de fazer in meros c lculos para manipular os dados Esta manipula o das informa es chama se processamento e as informa es iniciais recebem a denomina o de dados A informa o compreende os dados processados e organizados para aten der um objetivo espec fico A Figura 1 1 apresenta as etapas b sicas de um processamento de dados Figura 1 1 Etapas do processamento de dados Fonte CTISM adaptado dos autores Os termos dado e informa o podem ser tratados como sin nimos mas tamb m podem ser usados de forma distinta O termo dado normalmente usado para definir a mat ria prima originalmente obtida e a express o informa o usada normalmente para definir o resultado do processa mento ou seja o dado processado MONTEIRO 2007 Para que ocorra o processamento de forma adequada necess ria uma unidade de controle que gerencie os recursos do computador e coordene o funcionamento de suas partes Tamb m essencial que um computador armazene os dados Mesmo que o computador esteja processando dados de forma din mica de modo que Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 16 os resultados sejam imediatos o computador pre
88. m conhecido como Mini Din semelhante aos utilizados em mouses do tipo PS 2 e o padr o de sete pinos que permite ao dispositivo conectar com o padr o v deo componente A Figura 6 2 apresenta um conector S Video Figura 6 2 Notebook com sa da S V deo Fonte http www virtualdj com homepage Speedy53 blogs 4069 6 1 2 3 V deo componente O padr o v deo componente utilizado em geral para atividades de edi o de v deo em computadores Aparelhos de DVD e televis es de alta defini o tamb m fazem uso deste padr o pois ele proporciona uma melhor qualidade de imagem que o padr o S Video Para uma conex o do tipo v deo componente utiliza se um conector com tr s entradas a Verde entrada intitulada com a letra Y respons vel pela transmiss o do v deo em preto e branco b Azul entrada intitulada como Pb Cb ou B Y trabalham com os dados das cores e o sincronismo das mesmas c Vermelho entrada intitulada como Pr Cr ou R Y trabalham com os dados das cores e o sincronismo das mesmas Para realizar uma conex o de um dispositivo a um computador utilizando o v deo componente faz se necess rio utilizar um cabo espec fico para este fim Nesse cabo uma de suas extremidades possui os conectores Y Pb Pr enquanto a outra possui um encaixe nico que deve ser conectado na placa de v deo ALECRIM 2010a Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 88 6 1 2 4
89. ma onde est o as instru es e dados que o processador acessa vol til Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 28 e Tec Brasil Aula 2 Processador Objetivos Compreender o funcionamento de um processador e sua comuni ca o com os demais componentes do computador Conhecer os principais aspectos que diferenciam os processadores comerciais atuais e os fatores que afetam seu desempenho 2 1 Unidade central de processamento O processador tamb m chamado de Unidade Central de Processamento ou Central Processing Unit CPU o principal componente de um sistema com putacional respons vel por realizar todas as opera es do computador e controlar sua execu o O processador capaz de realizar algumas opera es primitivas MONTEIRO 2007 a Opera es aritm ticas e l gicas somar subtrair multiplicar dividir e realizar compara es de n meros b Opera es de movimenta o de dados mover um dado de um local de armazenamento para outro c Opera es de entrada ou sa da transferir um valor para um disposi tivo de sa da ou de um dispositivo de entrada para o processador O processador respons vel por buscar e executar as instru es existentes na mem ria as quais determinam as opera es que o computador deve realizar Essas instru es primitivas s o denominadas instru es de m quina e quando agrupadas formam os programas O processador realiza constantemente as
90. manual da placa m e conforme o exemplo da Figura 8 2 e Fixe no gabinete o disco r gido HD os drives ticos DVD ou Blu ray e o leitor de cart o conforme a Figura 8 15 e Tec Brasil Aula 8 Montagem de computadores 117 Figura 8 15 Instalando HD e drive tico Fonte Adaptado de http www pcityourself com building introduction php f Conecte os conectores das portas USB frontais de acordo com a especi fica o do manual da placa m e conforme a Figura 8 16 A conex o incorreta do conector USB frontal na placa m e provoca danos nos dispositivos Figura 8 16 Conector USB Fonte Gigabyte 2008 g Fixe a placa m e no gabinete usando os parafusos ou conectores adequados Jamais coloque a espuma antiest tica da embalagem da placas m e entre a placa m e e o chassi met lico do gabinete pois isso impede a correta circula o do ar e dissipa o do calor h Conecte os cabos de energia nos drives o conector principal da fonte ATX 24 pinos e o conector ATX 12 V 4 pinos nos respectivos encaixes na placa m e Algumas fontes e algumas placas m e possuem um co nector 12 V de 8 pinos A Figura 8 17 apresenta os conectores da fonte de alimenta o Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 118 Figura 8 17 Conectores da fonte de alimenta o Fonte Adaptado de http www sonic84 com Home CHP_v1 html i Conecte o cabo SATA no HD DVD e Blu ray e no respectivo conector da placa m e conforme a Figura 8 1
91. mas 2 2 2 Unidade l gica e aritm tica A unidade l gica e aritm tica respons vel por efetivamente processar as informa es atrav s da realiza o de c lculos e compara es 2 2 3 Registradores Os registradores s o posi es de mem ria dentro do processador respons veis por armazenar temporariamente os valores dados que est o sendo proces sados e algumas informa es de controle necess rias para o processamento Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 30 Os processadores atuais possuem um barramento de dados de 64 bits o que significa que 8 bytes de dados entram e saem da CPU por vez A maioria dos processadores atuais possui um barramento de endere os de 36 ou 40 bits o que significa que eles podem acessar at 64 GB ou 1 TB de mem ria Os programas ou sistemas operacionais de 32 bits somente transferem dados para a CPU em blocos de 4 bytes e podem acessar no m ximo 4 GB de mem ria Os dispositivos de E S trabalham de forma independente da CPU e fazem requisi es de interrup o quando necess rio Por exemplo a interface de teclado interrompe o processador para indicar que uma tecla foi pressionada Esta tecla precisa ser lida e seu c digo deve ser armazenado na mem ria para processamento posterior As interfaces de drives e do disco r gido interrompem o processador para avisar o t rmino de uma opera o de leitura ou escrita Os registradores podem ser a De uso gera
92. n Multimedia Interface 6 1 2 1 V deo composto RCA O conector de v deo composto RCA representa um dos tipos mais comuns de conex o de v deo existentes Conectores do tipo RCA s o utilizados pelos conectores v deo in e v deo out encontrados em diferentes tipos de dispo sitivos usuais do dia a dia como por exemplo os antigos v deos cassetes televis es aparelhos de DVD e Blu ray projetores de v deo entre outros equipamentos Os cabos do tipo RCA geralmente v m com tr s pontas uma amarela v deo composto uma vermelha udio do canal direito e outra branca udio do canal esquerdo Essas pontas s o ligadas ou plugadas aos conectores RCA f mea Placas de v deo mais antigas possuem um conector RCA oferecendo desta forma sa da de v deo composto Atrav s desta sa da poss vel conectar por exemplo um computador a uma televis o utilizando a como monitor de v deo 6 1 2 2 S Video SeparatedVideo O conector do tipo S Video possui uma qualidade de imagem superior ao v deo composto Isto ocorre porque o S Video tem seu cabo formado por tr s fios diferentemente do padr o v deo composto onde apenas um fio transmite o sinal de v deo e Tec Brasil Aula 6 Placas de expans o 87 Um destes fios transmite imagens em preto e branco outro fio transmite imagens em cores e um terceiro fio atua como terra Os conectores padr es do tipo S Video geralmente s o dois o padr o quatro pinos tamb
93. nte permitia a transfer ncia de dados a uma taxa de 4 MB s e foi evoluindo para 16 33 66 100 e 133 MB s em sua ltima vers o Diferentemente dos discos r gidos IDE que transmitem os dados atrav s de largos cabos de quarenta ou oitenta fios paralelos os discos r gidos SATA transferem os dados em s rie a uma taxa de transfer ncia de at 150 MB s na vers o SATA 300 MB s na vers o SATA 3 Gb s SATA2 e at 600 MB s na vers o SATA 6 Gb s SATA3 Os cabos Serial ATA s o formados por dois pares de fios um par para trans miss o e outro par para recep o usando transmiss o diferencial e mais tr s fios terra totalizando 7 fios o que permite usar cabos com menor di metro que n o interferem na ventila o do gabinete 5 2 4 9 USB O USB um dos barramentos externos mais usados atualmente devido sua flexibilidade Al m de ser usado para a conex o de praticamente todos os tipos de dispositivos ele fornece uma pequena quantidade de energia permitindo que os conectores USB sejam usados tamb m por carregadores luzes ventiladores etc No padr o USB 2 0 cada porta fornece uma corrente de at 500 mA e no padr o 3 0 at 900 mA O USB um barramento serial No padr o USB 2 0 atinge uma taxa de transfer ncia de 480 Mbps ou 60 MB s e utiliza conectores com 4 contatos sendo dois para a transmiss o dos dados um para enviar outro para receber e os outros dois para a transmiss o de eletricidade No padr o US
94. nto Acelerada colocando no mesmo chip a CPU e a GPU aumentando o desempenho e reduzindo o consumo de energia A Tabela 2 1 apresenta as caracter sticas e a evolu o dos principais processa dores da Intel nos ltimos 40 anos e Tec Brasil Aula 2 Processador 37 Para saber mais sobre os processadores atuais acesse http www cpu world com Tabela 2 1 Caracter sticas dos processadores Intel Modelo Ano de lan amento Frequ ncia do clock Barramento de dados bits Barramento de endere os bits N mero de transistores Tecnologia de fabrica o dimens o Mem ria ende re vel 4004 1971 740 kHz 4 8 2300 10 m 640 B 8008 1972 500 kHz 8 8 3500 10 m 16 KB 8080 1974 2 MHz 8 8 6000 6 m 64 KB 8086 1978 4 77 a 10 MHz 16 20 29000 3 m 1 MB 8088 1979 4 77 ou 8 MHz 8 16 20 29000 3 m 1 MB 80286 1982 6 a 25 MHz 16 24 134000 1 5 m 16 MB 80386 1985 16 a 40 MHz 32 32 275000 1 m 4 GB 80486 1989 25 a 100 MHz 32 32 1 6 milh o 0 8 m 4 GB Pentium 1993 60 a 166 MHz 64 32 3 1 milh es 0 8 m 4 GB Pentium Pro 1995 150 a 200 MHz 64 32 5 5 milh es 0 6 m 64 GB Pentium II 1997 200 a 300 MHz 64 32 7 5 milh es 0 35 m 64 GB Pentium III 1999 450 a 660 MHz 64 36 9 5 milh es 0 25 m 64 GB Pentium 4 2000 1 3 a 1 8 GHz 64 36 42 milh es 0 18 m 64 GB Core 2 Duo 2006 1 06 a 3 GHz 64 36 167
95. ntrole utilizado para definir se a opera o a ser realizada uma leitura ou grava o na mem ria ou num dispositivo de E S entre outras fun es de controle e Tec Brasil Aula 2 Processador 31 Os principais sinais do barramento de controle do processador s o a MIO indica se a opera o se refere mem ria ou a E S b RD indica se a opera o uma leitura c WR indica se a opera o uma grava o d INT este sinal uma entrada que serve para que dispositivos exter nos sinalizem o processador interrompendo o processamento para que seja realizada uma tarefa fundamental para o funcionamento do mesmo Quando ocorre uma interrup o o processador suspende temporaria mente a execu o de um programa para atender um determinado even to Na maioria dos casos este tempo necess rio para tratar a interrup o inferior a alguns mil simos de segundo e NMI este um sinal de interrup o especial para ser usado em emer g ncias O sinal NMI uma interrup o n o mascar vel e usado para informar erros de paridade na mem ria e outras condi es catastr ficas do hardware f INTA significa interrupt acknowledge ou seja reconhecimento de in terrup o Serve para que o processador indique que aceitou uma inter rup o e que est aguardando a identifica o do dispositivo que a gerou para realizar o atendimento adequado g VCC esta a entrada de c
96. num nico ciclo de clock Como existem diferen tes tipos de instru es com diferentes tempos de execu o fica padro nizado aquela com o maior tempo de execu o Uma opera o completa de busca decodifica executa realizada num nico ciclo de clock Como esse tipo de implementa o gera desperd cio de tempo nas instru es mais r pidas al m de exigir mais hardware para sua implementa o n o tem sido utilizada atualmente b Implementa o multiciclo nessa abordagem a CPU dividida em diferentes est gios e cada um deles executado num nico ciclo de clock Com est gios menores o tempo do ciclo de clock pode ser menor Como as diferentes instru es requerem quantidades de est gios diferentes al gumas instru es podem ser processadas em menos tempo Existe pelo menos um est gio para cada uma das opera es de busca decodifica o acesso mem ria opera o com a ULA e acesso aos registradores Essa Os processadores atuais operam com dois clocks sendo um interno e um externo O clock interno sempre mais alto e usado para sincronizar as opera es de processamento Quando falamos por exemplo sobre um Intel i5 3 GHz estamos dizendo que o seu clock interno de 3 GHz O clock externo tem um valor menor e usado para sincronizar as opera es de comunica o entre o processador a mem ria e outros circuitos externos e Tec Brasil Aula 2 Processador 33 implementa
97. nvertida Dois conectores com 4 fios em cada conector sendo um conector para cada porta USB Oito conectores individuais um para cada pino Se o conector n o for nico observar atentamente a ordem dos fios pois a liga o invertida provocar a queima de qualquer dispositivo que for conec tado na porta USB m Conector Trusted Platform Module TPM n Conector de ventoinha do sistema SYS_FAN2 4 pinos para melhor dissipa o de calor recomenda se que a ventoinha do sistema seja insta lada dentro do gabinete o Conector S PDIF de sa da este conector suporta a sa da S PDIF digital e conecta um cabo de udio digital S PDIF fornecido pelas placas de ex pans o para sa da de udio digital da sua placa m e a certas placas de expans o como placas de v deo e placas de som p Conector de udio do painel frontal suportam udio de alta defini o Intel HD e udio AC 97 que pode ser conectado no m dulo de udio do painel frontal do gabinete q Slot PCI r Slot PCI Express x4 s Bateria a bateria fornece energia para manter os valores tais como configura es BIOS data e informa o de tempo no CMOS quando o computador desligado t Slot PCI Express x1 u Slot PCI Express x16 Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 110 v Conector de ventoinha do sistema SYS_FAN1 3 pinos w Conector de ventoinha da CPU CPU_FAN 4 pinos a placa m e supor ta
98. o pois o clock que determina o ritmo de execu o das instru es e transfer ncias dos dados Por m o aumento de clock gera mais calor e maior consumo de energia al m de outros fatores como o atraso na comunica o devido resist ncia dos componentes e a capa cidade de propaga o de ondas eletromagn ticas sobre a superf cie dos componentes b Aumento no n mero de bits da CPU aumentar o n mero de bits de dados num processador permite aumentar a capacidade de armazena mento transporte e processamento de dados na CPU Na maioria dos processadores atuais tais circuitos operam com 64 bits de cada vez c Aumento na capacidade de endere amento aumentar a capacida de de endere amento de mem ria n o est exatamente relacionado com o desempenho e sim com a capacidade de manipular grandes quantida des de dados aumentando o volume de dados que pode ser processado e Tec Brasil Aula 2 Processador 35 O uso de mem ria cache aumenta consideravelmente o desempenho do processador Os processadores com pouca cache ou caches que operam em frequ ncias inferiores s do n cleo apresentam desempenho reduzido em rela o a outros modelos cache uma mem ria pequena e r pida que armazena uma c pia dos dados recentemente usados da mem ria RAM d Utiliza o de mem ria cache como o desempenho da mem ria prin cipal RAM bem inferior ao desempenho da CPU foi necess rio criar uma hierarqu
99. o SCSI O custo do SAS tende a ser inferior ao SCSI mas superior ao SATA portanto sua aplica o dever se manter para os servidores de alto padr o As primeiras vers es do SAS possu am taxas de transfer ncia de at 300 MB s e atualmente as taxas atingem 1200 MB s O grande diferencial do SAS a possibilidade de ligar os HDs com extensores a uma nica porta SAS A configura o t pica de um enorme rack com os discos SAS que pode ser posicionado at 5 metros do servidor O rack permite que os discos sejam gerenciados de maneira mais eficiente e at mesmo trocados sem a parada do servidor hotswap sendo as informa es restabelecidas via RAID diretamente pelas controladoras SAS geralmente instaladas no barramento PCI Express do servidor 5 2 4 11 Firewire IEEE 1394 O Firewire surgiu em 1995 pouco antes do USB desenvolvido pela Apple e depois submetido ao IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers ou Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletr nicos quando passou a se chamar IEEE 1394 Embora seja mais popularmente usado o nome Firewire uma marca registrada da Apple ou i Link usada pela Sony O Firewire um barramento serial similar ao USB em v rios aspectos Utiliza 6 pinos sendo que 2 s o usados para alimenta o el trica como no USB e existe tamb m uma vers o miniaturizada sem os pinos de alimenta o que possui apenas 4 pinos e muito comum em notebooks e c meras fi
100. o a execu o ao mesmo tempo sem perda de l gica do processamento A abordagem VLIW depende dos pr prios programas que fornecem todas as decis es em rela o s instru es e como elas devem ser executadas simultaneamente O processador Intel s Itanium IA 64 EPIC usado em ser vidores um exemplo do uso de VLIW i Utiliza o de Multithreading Simult neo SMT os bancos de regis tradores s o replicados para que v rias instru es possam compartilhar os recursos dos pipelines Esta tecnologia encontrada nos processado res Intel com o nome de hyperthreading e permite simular dois processa dores tornando o sistema mais r pido quando se usa v rios programas ao mesmo tempo Uma CPU com hyperthreading tem o dobro de regis tradores mas apenas uma ULA e uma unidade de controle j Utiliza o de multicore a combina o de dois ou mais processadores num nico chip tamb m chamado de chip multiprocessador Cada pro cessador tamb m chamado de n cleo ou core possui todos os componen tes de um processador convencional como registradores ULA e unidade de controle STALLINGS 2010 Al m disso os chips multicore normalmente incluem caches L1 em alguns modelos tamb m uma L2 privativas para cada n cleo e caches L2 ou L3 em alguns modelos compartilhadas k Incorpora o da Unidade de Processamento Gr fico GPU na CPU transforma a CPU numa APU Acelerated Processing Unit ou Unidade de Processame
101. ode ser programada em laborat rio atrav s de um gravador especial Esse tipo de grava o feito atrav s da queima de microsc picos elementos que s o como pequenos fus veis feitos de material semicondutor Esse processo irrevers vel Sendo assim n o h como apagar o seu conte do c EPROM Erasable Programable Read Only Memory uma ROM pro gram vel que pode ser apagada e regravada Seus dados podem ser apagados atrav s de um feixe de luz ultravioleta de alta intensidade Esses raios s o obtidos em um aparelho especial chamado apagador de EPROMs A programa o do chip realizada com o uso de um aparelho chamado de gravador de EPROMs d EEPROM Eletrically Eraseable Programable Read Only Memory s o ROMs que podem ser regravados atrav s da aplica o de voltagens de pro grama es especiais Em uso normal essa voltagem n o chega at o chip e seus dados permanecem inalter veis Este tipo especial de ROM tem sido utilizado nas placas m e desde a d cada de 1990 para armazenar o seu BIOS Basic Input Output System ou Sistema B sico de Entrada Sa da Pelo fato de serem alter veis permitem realizar atualiza es do BIOS atrav s Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 42 de programas especiais que ativam os seus circuitos de grava o Esse programa fornecido pelo fabricante da placa m e e Flash ROM Flash Read Only Memory da mesma forma que as EEPROMs essas s
102. omo PCIe um barramento serial que veio em substitui o aos barramentos anteriores AGP e PCI Uma caracte r stica fundamental do PCI Express que o mesmo constitui se como um barramento ponto a ponto Dessa forma cada perif rico possui um canal exclusivo de comunica o com o chipset Quanto aos slots PCI Express existem basicamente seis tipos que v o do x1 ao x32 O n mero em quest o indica quantas linhas de dados s o utilizadas pelo slot e consequentemente a banda dispon vel Diferentemente dos outros barramentos as portas PCI Express possuem diferentes tamanhos conforme suas taxas de transfer ncia A Figura 5 11 apresenta slots PCI Express de diferentes tipos numa mesma placa m e De cima para baixo x4 x16 x1 e x16 Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 76 Figura 5 11 Slots e conector do tipo PCI Express Fonte Adaptado de http www tecmundo com br hardware 1130 o que e pci express htm No Quadro 5 3 poss vel visualizar uma classifica o dos barramentos PCI Express com a respectiva taxa de transfer ncia Quadro 5 3 Tipos de barramento PCI Express Barramento Taxa de transfer ncia PCI Express x1 250 MB s PCI Express x2 500 MB s PCI Express x4 1 000 MB s PCI Express x8 2 000 MB s PCI Express x16 4 000 MB s PCI Express x32 8 000 MB s Fonte SILVA DATA PAULA 2009 O barramento PCI Express faz a comunica o em s rie apenas um bit por vez ao contr rio dos outro
103. onector transporta os sinais anal gicos referentes s tr s cores b sicas azul verde e vermelho Al m desses sinais o VGA transporta tamb m os sinais de sincronismo horizontal e vertical que s o respons veis pelo movimento do canh o de el trons que varre toda a tela para atualizar cada pixel Monitores do tipo CRT trabalham em sua grande maioria com resolu o de 1024 768 a 85 Hz ou 1280 1024 a 60 Hz Atualmente os monitores CRT foram substitu dos pelos monitores LCD que s o mais leves possui um design melhorado al m de um menor consumo de energia Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 98 7 1 2 Monitor LCD Os monitores do tipo Liquid Crystal Display Monitor de Cristal L quido LCD s o formados por duas pe as de vidro polarizado preenchidas com cristal l quido e iluminados por l mpadas fluorescentes Os monitores LCD possuem uma boa qualidade de imagem apenas quando trabalham em sua resolu o original enquanto que os monitores CRT podem trabalhar com diversas resolu es sem perder a qualidade De modo geral os monitores LCD possuem um consumo de energia aproxi mado de 50 menor do que monitores CRT Outro fator importante que atualmente mais vi vel financeiramente adquirir um monitor LCD que monitores CRT equivalentes UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR 2012 7 1 3 Monitor LED Os monitores de Light Emitting Diode LED encontrados venda s o monito res LCD com ilumina o usando
104. orrente el trica que alimenta os circuitos in ternos do processador A tens o de entrada n o ocupa um nico pino do processador e sim v rios pinos Como a corrente total relativamente alta os processadores usam v rios pinos para a entrada da tens o do n cleo Core e para a tens o externa I O h GND significa ground ou terra e ligado ao polo negativo da fonte de alimenta o Assim como ocorre com as entradas de VCC os pro cessadores possuem diversos pinos de terra para que o fornecimento de corrente seja mais bem distribu do i Reset este um sinal que est ligado ao bot o Reset do painel frontal do gabinete Ao ser ativado o processador interrompe o processamento e atua como se tivesse acabado de ser ligado Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 32 j Clock esta entrada recebe um sinal digital usado internamente para sincronizar todo o funcionamento do processador A Figura 2 1 mostra uma organiza o gen rica de um processador Figura 2 1 Organiza o gen rica de um processador Fonte CTISM adaptado dos autores 2 3 Implementa o da CPU Durante a fase de projeto e constru o de uma CPU os projetistas devem decidir como os circuitos eletr nicos v o executar as instru es dos programas Conceitualmente h duas formas de implementar as instru es PATTERSON HENNESSY 2005 a Implementa o monociclo nessa abordagem cada instru o exe cutada completamente
105. os que chegaram ao mercado formado por chips com encapsulamento DIP geralmente soldados diretamente na placa m e b SIMM Single In line Memory Module m dulos deste tipo eram encai xados na placa m e A primeira vers o continha 30 terminais de contato SIMM de 30 vias e era formada por um conjunto de 8 chips ou 9 para paridade Dessa forma podiam transferir um byte por ciclo de clock Posteriormente surgiu uma vers o com 72 pinos SIMM de 72 vias ca paz de transferir 32 bits por vez Existiam m dulos SIMM de 30 vias com capacidades desde 1 MB at 16 MB e m dulos SIMM de 72 vias com capacidades de 4 MB a 64 MB c DIMM Double In line Memory Module os m dulos DIMM possuem terminais de contatos em ambos os lados do m dulo e transmitem 64 bits por vez A primeira vers o tinha 168 pinos em seguida foram lan ados m dulos de 184 vias utilizados em mem rias DDR e m dulos de 240 vias utilizados em m dulos DDR2 e DDR3 d SO DIMM Small Outline DIMM um padr o DIMM de tamanho re duzido que s o utilizados principalmente em computadores port teis como os notebooks paridade adicionado no final de uma sequ ncia bin ria um d gito bin rio de controle referente quantidade de n meros 1 num n mero bin rio para detectar erros Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 46 e RIMM Rambus Inline Memory Module formado por 168 vias esse m dulo foi utilizado pelas mem rias R
106. ou 512 KB de mem ria RAM e um HD interno de 5 ou 10 MB O PC AT foi lan ado em 1984 com um processador 286 de 6 a 16 MHz de 256kB a 2 MB de RAM HD de 10 MB monitor EGA 640x350 com 64 cores e com disquetes de 5 de 1 2 MB Saiba mais sobre chipset na aula 5 se o 5 2 3 Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 44 transfer ncias por ciclo de clock Utilizada nos computadores Athlon Pentium IV Celeron Duron e similares com m dulos de 64 bits e uma taxa de transfer ncia t pica de 1 6 GB s g DDR2 SDRAM operam de 100 a 325 MHz realizando quatro trans fer ncias por ciclo de clock Utilizada nos computadores Pentium IV e superiores com m dulos de 64 bits com uma taxa de transfer ncia entre 3 2 GB s e 10 4 GB s h DDR3 SDRAM operam entre 100 e 266 MHz realizando oito transfe r ncias por ciclo de clock Utilizada nos computadores Core2Duo e su periores com m dulos de 64 bits a uma taxa de transfer ncia entre 6 4 GB s e 19 2 GB s 3 4 Encapsulamentos de mem ria O encapsulamento o que d forma f sica aos chips de mem ria Os principais encapsulamentos s o a DIP Dual In line Package como possui terminais de contato de grande espessura seu encaixe ou solda em placas pode ser feita facilmente de forma manual b PLCC Plastic Leaded Chip Carrier possuem terminais nos quatro lados do circuito e s o instalados em soquetes apropriados c SOJ Small Outline J Lead recebe
107. r um chip de mem ria que armazena os dados temporariamente enquanto estes s o lidos ou gravados na superf cie do disco Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 54 terabytes Quanto maior a capacidade de armazenamento mais arquivos e programas poder o ser armazenados no disco b N mero de rota es por minuto um fator importante no desem penho de um disco r gido Quanto maior for sua rota o melhor ser seu desempenho pois os setores poder o ser lidos mais rapidamente e o tempo de lat ncia ser minimizado Por m com um n mero maior de rota es por minuto os discos consomem mais energia geram mais ru do e aquecem mais al m de possu rem um custo mais alto Por isso apesar de existirem modelos com rota es de 5400 rpm a 15000 rpm os mais comuns no mercado ainda s o os discos de 5400 e 7200 rpm c Tamanho do buffer aumenta o desempenho dos processos de leitu ra e escrita no disco permitindo que as taxas de transfer ncia interna e externa sejam distintas Quanto maior o buffer melhor o desempenho por m maior ser o risco de perda de dados durante um desligamento inapropriado como por exemplo os ocasionados por falta de energia Na maioria dos discos atuais o tamanho do buffer varia entre 8 MB a 64 MB d Tempo de busca o tempo necess rio para que o controlador do dis co acione o atuador e desloque o bra o at que as cabe as de leitura e grava o fiquem posicionadas sobre
108. r de v deo estejam presentes e funcionando Permite tamb m ao usu rio modificar as configura es b sicas do sistema ou para ativar certos recursos Quando a energia desligada a bateria da placa m e fornece a energia necess ria para o CMOS manter os valores de configura o Para acessar o programa de configura o do BIOS deve ser pressionada a tecla Delete F2 ou F10 dependendo do modelo durante o POST quando o computador est inicializando Tamb m poss vel escolher o dispositivo de boot cujo sistema operacional ser inicializado atrav s do pressionamento da tecla F8 ou F12 Atualmente todas as placas m e permitem a atualiza o do BIOS para supor tar novas funcionalidades do hardware atrav s do download da nova vers o e instala o via software As principais funcionalidades do BIOS que podem variar de acordo com o modelo s o GIGABYTE 2012 a Save CMOS to BIOS salva as configura es atuais b Load CMOS from BIOS carrega um perfil de configura es salvo anteriormente Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 120 c Load fail safe defaults carrega uma configura o b sica do siste ma que n o proporciona o melhor desempenho mas garante a maior compatibilidade entre dispositivos de hardware minimizando problemas como erros e travamentos d Load optimized defaults carrega uma configura o otimizada para um melhor desempenho e Standard CMOS features configur
109. re a mem ria DRAM e a CPU b DRAM Dynamic Random Access Memory a DRAM ou RAM din mica uma mem ria formada por um capacitor e um transistor para armaze nar cada bit utilizada na mem ria principal por possuir menor custo e consumir menos energia apesar de ser mais lenta que a SRAM Exige mem ria de acesso aleat rio Acessa qualquer endere o da mem ria com um tempo constante est tica Tipo de mem ria na qual enquanto houver energia el trica aplicada n o h a necessidade de reescrever a informa o din mica Tipo de mem ria que mesmo com energia el trica aplicada h a necessidade constante de reescrita da informa o refresh Quando nos referimos a um computador com 2 GB de mem ria estamos falando da mem ria RAM e Tec Brasil Aula 3 Mem ria 43 que o conte do da c lula seja regravado milhares de vezes por segundo refresh para manter a informa o no capacitor 3 3 1 1 Tipos de mem ria DRAM Existem v rios tipos de DRAM a DRAM Dinamic RAM a DRAM em sua arquitetura original foi utilizada em PCs XT e AT A partir dos 386 o que se fez foi introduzir melhora mentos na arquitetura das mem rias DRAM criando assim novos mode los mais avan ados Os tempos de acesso destas mem rias variavam de acordo com o clock do processador geralmente entre 80 e 120 ns Cada m dulo manipulava 8 bits por vez b FPM DRAM Fast Page Mode o acesso mem ria foi otimizado de modo
110. respondente seja mostrado na tela 5 2 4 10 SCSI e SAS O SCSI Small Computer Systems Interface ou Interface para Sistemas Compu tacionais de Pequeno Porte um barramento para a liga o de perif ricos ao computador tais como discos r gidos unidades de CD e scanners que usem esta tecnologia de comunica o Na poca em que foi criada sua principal diferen a para outras interfaces existentes era o controle no pr prio perif rico e n o na interface em si Como a placa m e normalmente n o tem uma interface SCSI embutida necess rio a instala o de uma placa SCSI para termos este barramento no PC Essa placa muitas vezes tamb m chamada host SCSI poss vel a instala o de at sete perif ricos em uma placa SCSI de 8 bits e at quinze em uma placa SCSI de 16 bits Existem comunica es SCSI com diferentes taxas de transfer ncia come ando em 5 MB s at 320 MB s A tecnologia SAS Serial Attached SCSI uma tecnologia que faz uso dos comandos SCSI por m de forma serializada Ela tem compatibilidade com a SATA e pode tornar um projeto mais barato se utilizar SAS com SATA O padr o e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 79 SAS permite total compatibilidade com o padr o Serial ATA SATA Enquanto o SATA destinado ao mercado de desktops usu rios finais o padr o SAS destinado ao mercado de servidores O SAS tende a ser utilizado em servidores por ser mais confi vel r pido e vers til que
111. ria Objetivos Compreender os conceitos relacionados ao uso de dispositivos de mem ria que permitam manter a informa o ap s o desligamento A mem ria secund ria o local de armazenamento permanente do com putador Nela ficam depositados os programas e os arquivos dos usu rios A informa o precisa ser carregada na mem ria principal antes de ser tratada pelo processador V rios tipos de dispositivos podem compor a mem ria secund ria do com putador Os principais dispositivos s o os discos r gidos discos ticos discos flex veis discos de estado s lido e dispositivos de armazenamento remov veis como pen drives e cart es de mem ria flash 4 1 Discos r gidos Os discos r gidos HD deriva o de HDD Hard Disk Drive constituem a princi pal unidade de mem ria secund ria utilizada nos computadores devido a sua grande capacidade de armazenamento aliada ao desempenho e baixo custo As principais partes de um disco r gido apresentadas na Figura 4 1 s o a Bra o um dispositivo mec nico que serve para movimentar as cabe as de leitura e grava o ao longo da superf cie do disco b Cabe a respons vel pela leitura e grava o dos dados na superf cie do disco c Superf cies cada face de um disco uma superf cie magn tica usada para grava o e leitura de dados d Trilhas s o c rculos conc ntricos igualmente espa ados nas superf cies dos discos mem ria secund
112. rtao memoria tabela e Tec Brasil Aula 4 Mem ria secund ria 61 Resumo Nessa aula voc conheceu os principais dispositivos de mem ria secund ria utilizados para armazenamento permanente como o disco r gido HD sendo o mais utilizado Atividades de aprendizagem 1 O que a mem ria secund ria difere da mem ria principal 2 O que os discos de estado s lido os pen drives e os cart es de mem ria t m em comum Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 62 e Tec Brasil Aula 5 Placa m e Objetivos Conhecer os principais componentes de uma placa m e suas fun cionalidades e os detalhes dos principais barramentos A placa m e tamb m chamada de placa principal ou placa de CPU ou em ingl s motherboard ou mainboard corresponde a um dos componentes mais importantes em um computador Sua fun o principal integrar todos os componentes do computador ao processador com o melhor desempenho e confiabilidade poss vel Em uma placa m e est o os principais componentes de um computador como BIOS Basic Input Output System Sistema B sico de Entrada Sa da chipset processador slots e conectores Devido a grande quantidade de chips trilhas capacitores e encaixes a placa m e tamb m o componente do computador que de uma forma geral mais apresenta defeitos MORIMOTO 2007b Uma placa m e constitu da por in meras camadas de placas de circuito impresso e justamente a qualidade da placa d
113. rupamento de 8 bits forma um byte e pode armazenar um valor num rico de 0 a 255 ou representar uma letra Para medir o tamanho das mem rias discos arquivos e banco de dados a unidade b sica de medida o byte e os seus m ltiplos s o 210 O Quadro 1 1 apresenta as unidades de medidas de armazenamento e a quantidade de bytes Quadro 1 1 Unidades de medida de armazenamento em bytes Expoente Unidade Abreviatura Valor expl cito 20 byte 1 B 1 byte ou 8 bits 210 kilobyte 1 KB 1 024 bytes 220 megabyte 1 MB 1 048 576 bytes ou 1024 KB 230 gigabyte 1 GB 1 073 741 824 bytes ou 1024 MB 240 terabyte 1 TB 1 099 511 627 776 bytes ou 1024 GB 250 petabyte 1 PB 1 125 899 906 842 624 bytes ou 1024 TB 260 exabyte 1 EB 1 152 921 504 606 846 976 bytes ou 1024 PB 270 zetabyte 1 ZB 1 180 591 620 717 411 303 424 bytes ou 1024 EB 280 yotabyte 1 YB 1 208 925 819 614 629 174 706 176 bytes ou 1024 ZB Fonte Autores O maior supercomputador em junho de 2012 o Sequoia desenvolvido pela IBM com 1 572 864 processadores em 98 304 CPUs Power BQC 16 cores a 1 60 GHz com 1 572 864 GB de mem ria com sistema operacional Linux Para saber mais sobre a lista com os 500 maiores supercomputadores acesse http www top500 org e Tec Brasil Aula 1 Introdu o arquitetura de computadores 25 Para medir a taxa de transfer ncia de informa es as unidades de medida usadas s o baseadas na quantidade d
114. s esquerda os convecionais Ponte Norte MCH Memory Control Hub e Ponte Sul ICH I O Controller Hub e direita o novo chipset nico PCH Platform Controller Hub Na figura tamb m podem ser observadas as conex es de PCI Express de Rede networking do disco r gido HDD USB e v deo e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 71 Figura 5 6 Chipset ponte norte e sul esquerda e nico direita Fonte Adaptado de http www intel com 5 2 4 Barramentos Os barramentos s o respons veis por interligar os diferentes componentes da placa m e e permitir o uso de perif ricos MORIMOTO 2011 O barramento o meio caminho onde os diferentes componentes do com putador como disco r gido m dulos de mem ria placas de som placas de v deo placas de rede entre outros s o conectados ao processador Os barramentos tiveram uma grande evolu o devido necessidade de desem penho dos componentes ligados a ele pois barramentos lentos causavam grande limita o Al m disso havia necessidade de barramentos mais r pidos capazes de atender evolu o das placas de v deo e outros perif ricos Basicamente os barramentos podem ser divididos em dois grupos a Barramento local respons vel pela comunica o do processador com a mem ria RAM e a mem ria cache O barramento frontal FSB Front Side Bus faz parte deste barramento b Barramento de expans o acess vel atrav s de slots na
115. s Se um local de dados acessado os dados com endere os pr ximos tender o a ser acessados em breve O uso de cache uma forma de implementar a hierarquia de mem ria A cache cont m uma c pia de partes da mem ria principal que foram aces sadas recentemente ou que est o localizadas pr ximas s reas acessadas recentemente Com o uso de cache quando a CPU precisa acessar uma informa o da mem ria feita uma verifica o para determinar se a mesma est na cache Se estiver ela entregue ao processador sen o um bloco da mem ria principal lido para a cache e ent o transferido ao processador STALLINGS 2010 O uso de mem ria cache e o seu tamanho tem uma influ ncia consider vel no desempenho de um computador Um processador com uma cache pequena ter um desempenho inferior a outro id ntico por m com uma cache maior e Tec Brasil Aula 3 Mem ria 51 Resumo Nessa aula voc aprendeu sobre a import ncia da mem ria principal e da mem ria cache para o processamento das informa es e a influ ncia da mem ria no desempenho dos computadores Conheceu os diferentes tipos de mem ria e os detalhes que caracterizam os m dulos como a frequ ncia taxa de transfer ncia e lat ncia Atividades de aprendizagem 1 O que diferencia um tipo de mem ria de outro 2 Por que a mem ria cache importante Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 52 e Tec Brasil Aula 4 Mem ria secund
116. s o Teclado Mouse Drive de CD DVD ROM Drive de Blu ray Leitora de cart es Leitora de c digos de barra Pen drive e Tec Brasil Aula 7 Perif ricos 95 Scanner Microfone Joystick Webcam Tela sens vel ao toque Mesa gr fica Caneta tica Os principais perif ricos de sa da de dados s o Monitor de v deo Projetores digitais Drive gravador de CD ROM DVD ROM Drive gravador de Blu ray Caixas de som Pen drive Impressora Plotter Os perif ricos presentes nas duas listas funcionam como dispositivos de entrada e sa da 7 1 Monitor O monitor um dispositivo de sa da de dados do computador que tem como fun o transmitir ao usu rio informa o atrav s da imagem Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 96 Uma imagem mostrada na tela composta por pontos Quanto maior for cada ponto da imagem menor ser a sua resolu o e menor a nitidez da imagem Por m quanto menor for o ponto da imagem melhor ser a resolu o e qualidade pois a mesma possuir mais pontos A qualidade da imagem na tela do monitor est diretamente ligada a dois itens principais a Pixel abreviatura de picture elements representando os pontos b DPI sigla de dots per inch pontos por polegada serve basicamente para formar as imagens na tela do moni
117. s barramentos que se comunicam de forma paralela utili zando v rios bits por vez A comunica o paralela apesar de mais r pida sofre interfer ncias magn ticas e atraso de propaga o o que impede que clocks maiores sejam alcan ados restringindo a taxa de transmiss o Dessa forma a transmiss o em s rie passa a ser mais r pida j que utiliza um clock maior Ao comparar o barramento PCI com o barramento PCI Express h um ganho de performance bastante interessante O barramento PCI oferece apenas 133 MB s compartilhados por todos os dispositivos enquanto um slot PCI Express 2 0 32 atinge 8 GB s 5 2 4 7 Express Mini e ExpressCard Existem ainda dois padr es de barramentos PCI Express destinados a notebooks o Express Mini e o ExpressCard que substituem respectivamente as placas e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 77 mini PCI e as placas PC Card Eles apresentam conectores externos que faci litam a inser o dos dispositivos nos notebooks 5 2 4 8 ATA e SATA Serial ATA SATA ou S ATA Serial AT Attachment uma tecnologia de trans fer ncia de dados entre o computador e os dispositivos de armazenamento como unidades de disco r gido e drives ticos A tecnologia ATA AT Attachment foi criada em 1984 pela IBM em seu com putador AT A Tecnologia ATA tamb m conhecida como IDE Integrated Drive Electronics e foi renomeada para PATA Parallel ATA para se diferenciar de SATA que sucessora desta Inicialme
118. s pelo usu rio workload ou um con junto de programas espec ficos para medir o desempenho benchmark Com isso poss vel medir o tempo de execu o ou obter um ndice que indica a quantidade de tarefas executadas vaz o A partir dos valores obtidos deve se realizar a compara o com outros computadores ou valores de refer ncia O desempenho relativo obtido dividindo se o tempo de execu o do com putador mais lento pelo tempo de execu o do mais r pido ou dividindo se o ndice de desempenho do computador mais r pido pelo ndice de desempenho do mais lento O resultado obtido a partir dessa an lise determina o quanto um computador mais r pido que outro Os fatores que afetam o desempenho dos computadores s o Algoritmo do programa Linguagem de programa o Compilador Conjunto de instru es do processador Organiza o e tecnologia do processador e Tec Brasil Aula 2 Processador 39 Clock do processador Tamanho e frequ ncia da mem ria cache Frequ ncia lat ncia e canais da mem ria RAM Frequ ncia do barramento do sistema Taxa de transfer ncia de dados dos discos O desempenho de um computador pode variar significativamente de acordo com a combina o desses fatores Resumo Nessa aula voc conheceu a arquitetura interna de um processador e os caminhos que os dados percorrem para serem processados Tamb m ficou con
119. se processo de busca decodifica o e execu o os dados e as instru es s o armazenados dentro do processador em registradores Este ciclo se repetir at que a instru o a ser executada seja a de encerrar o programa 1 3 O modelo de barramento do sistema Atualmente o modelo de Von Neumann foi aperfei oado para outro tipo de barramento de sistema formado por MURDOCCA HEURING 2000 a CPU Central Processing Unit a Unidade Central de Processamento ou processador composta pela unidade de controle unidade l gica e aritm tica e registradores b Mem ria armazena os dados e as instru es c Entrada e Sa da E S agrupa as unidades de entrada e sa da numa nica unidade Esses componentes se comunicam atrav s de um barramento do sistema composto por a Barramento de dados transporta a informa o movendo dados entre os componentes do sistema e Tec Brasil Aula 1 Introdu o arquitetura de computadores 19 b Barramento de endere os identifica para onde a informa o est sendo enviada c Barramento de controle descreve a forma como a informa o est sendo transmitida Os barramentos s o um conjunto de fios agrupados por fun o Um barra mento de dados de 64 bits tem 64 fios individuais onde cada fio transporta um bit da informa o J um barramento de endere os de 32 bits tem em cada fio o bit necess rio para determinar o endere o onde vai ler ou escre
120. stalados de forma automatizada Os resistores podem ser diferenciados dos capacitores pela cor dos mesmos os resistores normalmente s o escuros e possuem n meros decalcados enquanto os capacitores normalmente s o de uma cor clara Outros componentes como os slots capacitores e a maior parte dos conec tores utilizam o sistema tradicional no qual os contatos s o encaixados em Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 64 perfura es feitas na placa e a solda feita na parte inferior Depois que todos os componentes s o encaixados a placa passa por uma c mara de vapor que faz com que os pontos de solda derretam e os componentes sejam fixados todos de uma vez Os reguladores de tens o s o componentes que reduzem e estabilizam as tens es fornecidas pela fonte aos n veis corretos para os diversos componen tes Os reguladores s o formados por alguns capacitores uma bobina um controlador e pelos MOSFETs que s o transistores de uso externo facilmente reconhec vel pelo tamanho avantajado conforme a Figura 5 2 Como s o componentes que esquentam em muitas placas eles recebem dissipadores de alum nio e em alguns casos at mesmo coolers ativos Figura 5 2 Regulador de tens o Fonte Morimoto 2007a Quanto mais baixa for a temperatura de funcionamento mais tempo os componentes dos PCs tendem a durar sendo assim num PC em que a tempe ratura dentro do gabinete fique em torno dos 35 C tende a apresentar menos defei
121. timamente ligada parte l gica software e somente juntando as duas que o usu rio poder dispor dos recursos que necessita O profissional t cnico que souber aliar uma solu o de hardware e software que atenda ao usu rio com o melhor custo benef cio com certeza ir se diferenciar no mercado de trabalho importante para o seu xito profissional que nesta disciplina voc procure ler e reler este material se necess rio bem como consultar os materiais indicados e solicitar ajuda ao seu tutor sempre que surgirem d vidas Empenhe se em seus estudos e lembre se o seu sucesso s depende de voc Um forte abra o xito Fernando de Cristo Evandro Preuss Roberto Franciscatto e Tec Brasil 11 Apresenta o da disciplina Nesta disciplina voc estudar os principais conceitos de arquitetura de com putadores Ter uma ideia clara das pe as que comp e um computador como elas funcionam e se interligam Veremos tamb m importantes li es sobre o desempenho dos computadores e de cada um de seus componentes O conte do desta disciplina foi dividido em oito aulas visando facilitar a compreens o das mat rias expostas e organizar a distribui o das mesmas ao longo das aulas Na primeira aula voc aprender v rios conceitos b sicos para uma melhor compress o do funcionamento do hardware do computador e dos aspectos que envolvem a arquitetura de computadores Na sequ ncia voc conhecer o processa
122. tor e representa a quantidade de pontos por polegada e quanto maior melhor a resolu o A resolu o de tela o n mero de pixels distintos em cada dimens o que pode ser exibida Por exemplo um monitor com uma resolu o de 1440 900 tem uma imagem mais n tida que um monitor 800 600 pois o primeiro pode exibir imagens com 1 296 000 pixels enquanto que o segundo apenas 480 000 pixels Outro ponto importante que as imagens que aparecem na tela do monitor s o geradas por uma placa de v deo presente no computador Desta forma a quantidade de cores e a resolu o que o monitor pode apresentar dependem tamb m da capacidade desta placa Atualmente encontram se v rios tipos de monitores de basicamente cinco tecnologias CRT LCD LED Plasma e OLED Na sequ ncia s o descritas as principais caracter sticas destas tecnologias 7 1 1 Monitor CRT Os monitores do tipo Catodic Ray Tube Tubo de Raios Cat dicos CRT s o semelhantes a uma televis o de tubo Monitores CRT utilizam um canh o de el trons que bombardeia as c lulas de f sforo as quais recobrem a tela Assim conforme a intensidade da descarga recebida as c lulas de f sforo se iluminam em diferentes intensidades formando a imagem A Figura 7 1 apresenta um monitor CRT e Tec Brasil Aula 7 Perif ricos 97 Figura 7 1 Monitor do tipo CRT Fonte CTISM adaptado de http toniinfo com crt Os monitores CRT utilizam o conector VGA Este tipo de c
123. tos e problemas de instabilidade Ele deve durar mais do que um onde a temperatura fique em torno dos 45 C por exemplo MORIMOTO 2007a Um dos principais componentes respons veis pelos problemas nas placas m e s o os capacitores eletrol ticos que s o largamente usados na placa m e na placa de v deo e em diversos outros Eles apresentam uma boa capacidade e possuem baixo custo de produ o por m possuem uma vida til relativamente curta estimada em um per odo de 1 a 5 anos de uso cont nuo podendo variar de acordo com a qualidade de produ o e condi es de uso especialmente em rela o com a temperatura de funcionamento Com o passar do tempo os capacitores eletrol ticos perdem progressivamente a sua capacit ncia deixando os componentes desprotegidos O capacitor passa ent o a atuar como um condutor qualquer perdendo sua fun o Sem a prote o e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 65 proporcionada por ele os circuitos passam a receber diretamente as varia es que al m de abreviar sua vida til tornam o sistema como um todo inst vel Como o processo de perda da capacit ncia gradual no in cio ocorrem travamentos espor dicos nos momentos de atividade mais intensa que pas sam a ser mais frequentes at que a troca da placa m e seja obrigat ria pois o computador nem termina o processo de inicializa o Nesses casos o defeito raramente permanente de forma que ao substituir os capacitores de
124. ts As placas ISA atingiam apenas os contatos superficiais do slot enquanto as placas EISA usavam todos os contatos A frequ ncia de opera o das placas EISA era de 8 MHz e seu barramento de dados e de endere os era de 32 bits O slot EISA era semelhante ao slot ISA com a diferen a de possuir a cor marrom e ser um pouco mais alto que um slot ISA 5 2 4 3 VLB Surgido em 1993 o VLB VESA Local Bus era um padr o aberto de barra mento de 32 bits O VLB conseguia ser mais r pido que o barramento EISA pois trabalhava a uma frequ ncia de 33 MHz e oferecia taxas de transfer ncias te ricas de at 133 MB s O VLB era um barramento local onde os seus contatos estavam ligados dire tamente aos pinos do processador se tornando desta forma um padr o mais e Tec Brasil Aula 5 Placa m e 73 r pido que os barramentos ISA e EISA respectivamente Devido ao seu bom desempenho para poca o padr o VLB acabou tornando se o mais utilizado para perif ricos como controladoras IDE e SCSI A Figura 5 8 apresenta um slot de barramento VLB Figura 5 8 Slots VLB Fonte http www oficinadanet com br artigo 834 barramentos 5 2 4 4 AGP Impulsionado pelo surgimento das placas de v deo 3D que come aram a evoluir rapidamente foi desenvolvido o padr o AGP Accelerated Graphics Port O padr o AGP foi criado especificamente para a utiliza o de placas de v deo O barramento AGP classifica se em quatro tipos principais x1 x2 x4 e
125. u es por segundo Cada instru o demora 0 0000000005 segundos ou 0 5 nanossegundos para ser executada Na pr tica um pro cessador n o consegue executar uma instru o por ciclo pois as instru es s o complexas e na maioria das vezes elas necessitam v rios ciclos para sua execu o completa mas como eles podem executar mais de uma instru o simultaneamente ele consegue executar um pouco menos de 2 bilh es de instru es por segundo Num sistema digital o per odo do sinal de clock a menor unidade de tempo percept vel Em sistemas digitais todas as a es ocorrem em intervalos de tempo que s o m ltiplos inteiros do per odo do clock da m quina 1 5 N veis das m quinas Um sistema computacional um sistema complexo que pode ser visto sob diferentes perspectivas ou n veis desde o n vel mais alto do usu rio at o n vel mais baixo dos transistores Um computador projetado como uma s rie de n veis e cada um deles constru do sobre seus antecessores Nesse modelo cada n vel representa uma abstra o do subsequente Ao utilizar um determinado n vel n o h a necessidade de saber como o n vel abaixo funciona apenas necess rio saber o que se pode fazer com as funcionalidades que o n vel oferece Os computadores modernos s o organizados normalmente em v rios n veis Figura 1 4 A seguir apresentada uma organiza o em sete n veis MUR DOCCA HEURING 2000 e Tec Brasil Aula 1
126. uintes informa es a CL CAS Latency o intervalo de tempo entre um comando ter sido enviado para a mem ria e ela come ar a responder o tempo necess rio entre o processador pedir um dado da mem ria e ela devolver este dado b tRCD RAS to CAS Delay o intervalo de tempo entre a ativa o da linha RAS e a coluna CAS onde o dado est armazenado na matriz c tRP RAS Precharge o intervalo de tempo entre desativar o acesso a uma linha de dados e iniciar o acesso a outra linha de dados d tRAS Active to Precharge Delay o quanto a mem ria tem que espe rar at que o pr ximo acesso mem ria possa ser iniciado e CMD Command Rate o intervalo de tempo entre o chip de mem ria ter sido ativado e o primeiro comando poder ser enviado para a mem ria Algumas vezes este valor n o informado Normalmente possui o valor T1 1 clock ou T2 2 clocks Normalmente as op es de configura o das temporiza es s o deixadas em modo autom tico j que cada m dulo de mem ria possui um chip cha mado SPD Serial Presence Detect com as informa es adequadas para seu funcionamento Por m pode se fazer a configura o manualmente para usar temporiza es menores e frequ ncias maiores overclock que pode aumentar o desempenho do computador mas pode deixar o sistema inst vel provocar superaquecimento e danificar permanentemente os componentes Os n meros da temporiza o ou
127. uitetura de Computadores e Tec Brasil 114 Figura 8 10 Fixando o cooler da CPU Fonte Gigabyte 2012 Pinos mal travados reduzem a press o do cooler no processador diminuindo sua efici ncia e causando superaquecimento h Ap s a instala o verifique a parte traseira da placa m e Caso o pino esteja inserido conforme a Figura 8 11a a instala o est completa Fi nalmente fixe o conector de energia do cooler da CPU no conector da ventoinha da CPU CPU_FAN na placa m e conforme a Figura 8 11b Figura 8 11 Finalizando a instala o do cooler da CPU Fonte Gigabyte 2012 Ap s encaixar verifique se os fios do cooler n o est o impedindo a rota o da h lice 8 4 Instala o da mem ria Antes de instalar um m dulo de mem ria certifique se de que a placa m e suporta a mem ria Recomenda se que mem rias de mesma capacidade marca velocidade e chips sejam utilizadas Certifique se que o computador esteja desligado antes de instalar ou remover um m dulo de mem ria e Tec Brasil Aula 8 Montagem de computadores 115 Os m dulos de mem ria possuem encaixes que impedem a conex o invertida e em conectores n o compat veis conforme a Figura 8 12 Caso n o consiga inseri lo no slot troque a dire o e verifique se o m dulo de mem ria com pat vel com o slot M dulos de mem ria DDR3 e DDR2 n o s o compat veis um com o outro ou com m dulos DDR Figura 8 12 Encaixe do slot de mem ria Fonte Gigab
128. ver a informa o e pode acessar qualquer endere o de 0 a 4 GB pois 32 bits permitem acessar 4 294 967 296 endere os distintos J o barramento de controle possui informa es que determinam se a opera o ser de leitura ou escrita e se ser na mem ria ou nos dispositivos de E S A Figura 1 3 apresenta o modelo de barramento do sistema de um computador Figura 1 3 Modelo de barramento do sistema Fonte CTISM adaptado de Murdocca Heuring 2000 1 4 Sinal de clock Para coordenar as atividades e a comunica o entre os componentes b sicos que comp em o sistema de um computador existe um componente ele tr nico que gera um sinal de clock o qual alterna entre as tens es altas e baixas 0 s e 1 s bit a menor unidade num sistema digital e pode assumir o valor 0 ou 1 Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 20 A frequ ncia do clock medida em hertz Hz ou ciclos por segundo Um sinal de 1 Hz alterna valores altos e baixos uma vez em cada segundo J um sinal de 1 MHz alterna esses valores um milh o de vezes por segundo O per odo de clock o tempo decorrido entre duas repeti es sucessivas do clock O per odo o inverso da frequ ncia Uma frequ ncia de 1 MHz tem um per odo de clock de 0 000001 s ou 1 s 1 microssegundo Um computador com processador cuja frequ ncia de 2 GHz consegue reali zar 2 bilh es de ciclos por segundo e pode se dizer que ele consegue executar 2 bilh es de instr
129. x o de cor verde conex o para caixas de som ou fones de ouvido Para obter uma leitura complementar acesse http pcworld uol com br dicas 2009 01 23 conheca mais sobre as placas de som para seu computador e Tec Brasil Aula 6 Placas de expans o 91 d Speaker conex o de cor preta conex o para caixas de som sem am plifica o e SPDIF e Subwoofer conex o de cor laranja conex o para dispositivos externos com sinal digital f Joystick MIDI conex o para controle para jogos joystick ou instru mentos MIDI Figura 6 5 Conex es de uma placa de som Fonte http www infowester com placadesom php 6 3 Placas de rede A placa de rede um dispositivo que permite que computadores possam se comunicar Quanto a essa comunica o meio f sico de transmiss o pode ser guiado e n o guiado via cabo par tran ado por exemplo wireless sem fio fibra tica entre outros A fun o de uma placa de rede basicamente preparar enviar receber e controlar os pacotes de dados para a rede As placas de rede mais comuns em um computador s o as do tipo PCI e podem ter taxas de transfer ncia de 10 100 ou 1000 Mbits por segundo as quais utilizam o padr o Ethernet Figura 6 6 Estas por sua vez utilizam os cabos de par tran ado para comunica o Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 92 Figura 6 6 Placa de rede PCI Fonte http uniss com br placa de rede pci 10100 mymax 6 3 1 A
130. x8 conforme o Quadro 5 2 Quadro 5 2 Tipos de barramento AGP Modo Alimenta o Clock Bits Dados por pulso de clock Taxa de transfer ncia AGP x1 3 3 V 66 MHz 32 1 266 MB s AGP x2 3 3 V 66 MHz 32 2 533 MB s AGP x4 1 5 V 66 MHz 32 4 1 066 MB s AGP x8 1 5 V 66 MHz 32 8 2 133 MB s Fonte Autores Diferentemente do barramento PCI onde a taxa de transfer ncia entre todas as placas PCI instaladas era compartilhada no AGP a taxa de transfer ncia era exclusiva da placa de v deo SILVA DATA PAULA 2009 A Figura 5 10 apresenta um slot AGP e os conectores de placas de v deo AGP Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 74 Figura 5 10 Slot AGP e conectores de placas de v deo AGP Fonte Adaptado de http www laercio com br cursos_web MONTAGEM 2001 mont 06 hard 031 htm 5 2 4 5 PCI O barramento PCI Peripheral Component Interconnect funcionava de forma nativa a 33 MHz o que resultava em uma taxa de transmiss o te rica de 133 MB s Com o passar do tempo o barramento PCI tornou se lento com rela o ao processador e outros componentes Assim os perif ricos mais r pidos migraram para outros barramentos como por exemplo PCI Express O desempenho do barramento PCI melhor do que o VLB pois fornece acesso direto mem ria do sistema para dispositivos conectados e utiliza uma ponte Chipset para se conectar ao processador A Figura 5 9 apresenta um slot PCI e os conectores das placas
131. xtech com br lojaxt placa rede wireless mbps 3com p 8269 html Resumo Nessa aula voc conheceu as principais placas de expans o que podem ser usadas num computador Aprendeu tamb m que existem diferentes conectores tanto para v deo quanto para udio e que nem sempre eles s o compat veis entre si Atividades de aprendizagem 1 Todos os computadores precisam de placas de expans o 2 Quem normalmente precisa de placas de expans o em seu computador 3 Quais as op es de conector de v deo para um monitor moderno Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 94 e Tec Brasil Aula 7 Perif ricos Objetivos Conhecer alguns detalhes dos principais perif ricos usados nos computadores atuais Os dispositivos de entrada e sa da E S tamb m conhecidos pela sigla I O Input Output podem ser denominados tamb m como perif ricos Eles s o os respons veis pela intera o da m quina com o homem por meio deles que os dados entram e saem do computador Os dispositivos de entrada t m a fun o de codificar os dados que entram no computador para que estes possam ser processados pelo mesmo Os dispositivos de sa da decodificam os dados para que estes possam ser entendidos pelo usu rio Cabe salientar que existem dispositivos que funcionam tanto como perif ricos de entrada como de sa da nestes casos sendo classificados como dispositivos de entrada e sa da de dados Os principais perif ricos de entrada de dados
132. yte 2012 Em algumas placas m e o slot de mem ria chamada de banco 0 deve ser preenchido antes dos outros slots de mem ria da placa m e Em alguns casos o banco 0 precisa ter o m dulo de RAM maior se estiver usando m dulos de tamanhos diferentes Consulte sempre o manual da placa m e j que n o existe uma regra fixa Para instalar um m dulo de mem ria a Abra os clipes de reten o em ambas extremidades do soquete de me m ria Coloque o m dulo de mem ria no soquete Conforme indicado na Figura 8 13a empurre a mem ria para baixo e insira a mesma de forma vertical no soquete de mem ria b Os clipes em ambas extremidades do slot voltar o ao seu lugar quando o modulo de mem ria for inserido de forma segura conforme a Figura 8 13b Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 116 Figura 8 13 Instalando um m dulo de mem ria Fonte Gigabyte 2012 8 5 Instala o dos componentes no gabinete O pr ximo passo consiste em instalar os componentes no gabinete Para isso siga os seguintes passos a Remova os parafusos que fixam as laterais do gabinete b Desencaixe e remova as tampas laterais do gabinete c Remova a chapa traseira dos conectores padr o do gabinete conforme a Figura 8 14 e instale a chapa correta que acompanha a placa m e Figura 8 14 Instalando a chapa traseira dos conectores Fonte Adaptado de Gigabyte 2008 d Conecte os conectores do painel frontal de acordo com a especifica o do
133. ztop com br review placa mae asus f1a75 v pro amd fusion 5 2 3 Chipset O chipset pode ser definido como um conjunto de circuitos eletr nicos mon tados em uma pastilha de sil cio que auxilia no trabalho do processador O chipset a via de comunica o dos demais circuitos com o processador ele que determina a quantidade m xima de mem ria suportada em um compu tador os tipos de barramentos os tipos de processadores que poder o ser utilizados padr es de entrada e taxas de transfer ncia dos dados Na fabrica o dos primeiros computadores os chips controladores da placa m e ficavam espalhados em diversos locais da placa Devido ao avan o da tecnologia os circuitos passaram a ser integrados em alguns poucos chips A vantagem desta pr tica que estando mais pr ximos os componentes podem se comunicar com frequ ncias maiores permitindo placa m e operar com taxas de transfer ncia mais altas Outro ponto importante foram os cus tos j que a produ o de dois chips mesmo que mais complexos se tornava mais barato do que produzir vinte O chipset caracteriza se como o componente mais importante da placa m e As placas m e que utilizam o mesmo chipset possuem uma tend ncia a ser muito semelhantes em recursos mesmo quando produzidas por diferentes fabricantes Arquitetura de Computadores e Tec Brasil 70 Atualmente uma grande parte dos chipsets divide suas fun es em dois chips a Ponte norte Northbridge

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